粉煤灰具有比表面積大、容重小等特點，具有一定的吸附、絮凝沉降等性能，可作為吸附劑治理廢水和污染土壤等，對粉煤灰加以合理利用可以達到“以廢治廢”的目的。
　　
　　粉煤灰的活性由結構致密且具有較高化學穩定性的玻璃體決定，吸附能力較差，對粉煤灰進行改性可以增強其活性，進一步改善吸附性能。
　　
　　改性粉煤灰吸附性能的提高可以通過2個方面來實現：一是釆用物理方法打開粉煤灰顆粒內的孔穴，提高孔隙率，增大比表面積；二是利用化學反應增加吸附活性位點，增強粉煤灰的化學性能，使其同時具有沉淀絮凝的作用。粉煤灰的改性方式主要包括物理、化學和聯合改性。
　　
　　1、機械力改性
　　
　　機械力改性主要通過物理外力降低粉煤灰的粒度，增加粉煤灰與污染物的接觸面積來提高吸附能力，具有操作簡便的特點。
　　
　　機械力活化可以將粉煤灰磨細，增大比表面積，同時破壞堅固的玻璃體表面，使其內部的可溶性組分如SiO2和Al2O3溶出，提高粉煤灰的表面活性。
　　
　　Xiyili等使用球磨機對粉煤灰進行機械活化，發現活化后粉煤灰的非晶化程度提高，顆粒粒徑減小，表面粗糙度增加。活化粉煤灰對水溶液中Mn（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的去除率均高于原始粉煤灰，去除率高達96%。劉轉年等對粉煤灰進行球磨得到超細粉煤灰，經磨細后粉煤灰粒度明顯減小，粒徑分布變窄，顆粒大小均勻，表面具有豐富的孔隙和通道，比表面積和表面反應活性顯著增加。超細粉煤灰對Cr6+的去除率提高了2倍左右，可達81.87%。
　　
　　2、高溫焙燒改性
　　
　　高溫焙燒改性是利用高溫直接破壞粉煤灰的玻璃網絡結構，使其表面變得疏松多孔，表面積增大。溫度的升高使粉煤灰表面的水分蒸發，暴露出更多的活性位點，從而增強其吸附能力。
　　
　　高玉紅等將粉煤灰于400℃焙燒后得到高溫焙燒改性粉煤灰，分別對模擬含鉛廢水和模擬亞甲基藍廢水進行吸附處理。結果表明，改性粉煤灰對Pb2+的吸附率大于65%，脫色率達到91.35%。高溫焙燒改性需要控制焙燒溫度，溫度過高會導致粉煤灰的孔道坍塌或堵死，活性成分燒結，甚至會使粉煤灰熔化出現液相，導致顆粒相互粘結，表面積減小，降低粉煤灰的吸附性能。
　　
　　3、微波改性
　　
　　基于微波加熱的基礎，微波可與材料相互作用，產生新的作用機理，從而輔助材料改性。粉煤灰內部的大量極性物質可以吸收微波能量促使SiO2-Al2O3鍵斷裂。由于微波的選擇性加熱和化學反應速率對溫度的敏感性，可用來輔助化學反應以加快反應速率，故常將微波與化學方法聯合對粉煤灰進行改性。
　　
　　滕菲等研究了微波-堿協同改性粉煤灰對鉻的吸附性能，在最佳制備條件下，粉煤灰的比表面積從6.104m2/g增加到20.185m2/g。微波-堿協同改性的方法極大地改變了粉煤灰的表面形態和結構，使其表面變得粗糙，多孔結構更加明顯，吸附效果更好。伍昌年等利用微波輔助混酸（硫酸+鹽酸）改性粉煤灰處理含鎘廢水，結果表明微波-酸協同改性粉煤灰對Cd2+的最大去除率提高了53.2%。唐學紅等使用微波-堿協同改性粉煤灰處理含鎘廢水，在最佳工藝條件下，對Cd2+的去除率可達91.98%。
　　
　　4、超聲波改性
　　
　　超聲波改性是利用超聲波的空化和機械破碎作用破壞粉煤灰的玻璃體結構，減小粒徑，增大其比表面積。超聲波也常用于輔助粉煤灰的化學改性。
　　
　　繆應菊等制備了超聲波輔助堿改性粉煤灰。結果表明，超聲波攪拌對整個液固體系起到分散、強化傳質等作用，使兩相接觸更充分。相比未改性粉煤灰，超聲波輔助堿改性粉煤灰對氨氮的去除率提高了34%。盧俊制備了超聲波輔助硫酸改性粉煤灰，超聲波與硫酸的復合改性作用使得粉煤灰的Si-Al網絡聚合結構被破壞，內部可溶性Si、Al轉變為活性物質。超聲波加強了硫酸對粉煤灰的腐蝕作用，使粉煤灰表面更易變得粗糙，比表面積增大。
　　
　　微波與超聲波改性通常作為其他改性方式的輔助手段，有助于改性過程中化學反應的進行，使得改性效果顯著提高。
　　
　　5、堿改性
　　
　　堿改性可以利用堿與粉煤灰中的SiO2、Al2O3作用腐蝕玻璃體表面，生成大量多孔結構和表面羥基結構，增大粉煤灰的孔隙率和比表面積。堿改性有2種方式：一是采用固態堿熔融焙燒改性；二是采用液態堿接觸反應進行改性。
　　
　　Wang等利用NaOH溶液對粉煤灰進行改性，研究其對廢水中亞甲基藍染料的吸附效果，發現堿改性粉煤灰吸附容量由未改性時的6×10-6mol/g增加至1.2×10-5mol/g。曾麗等的研究表明在堿性條件下，粉煤灰的表面羥基結構易發生解離，使粉煤灰顆粒表面帶負電荷，更利于吸附帶正電的Cr6+，堿改性粉煤灰去除水中Cr6+的效率高達99.8%。程俊偉等采用堿洗-氧化鈣煅燒兩段法對粉煤灰進行改性處理，發現第一段堿浸可以溶解硅鋁氧化物，增加表面羥基點位，第二段高溫改性進一步增加了Si—O和Al—O的斷裂速率，使粉煤灰的網絡高聚體結構解聚為低聚度硅酸鹽膠體物，進一步增加了活性吸附孔道和點位。兩段改性方式可使粉煤灰對Cr6+的吸附率由20.89%提升至96.38%，吸附容量達16.06mg/g。堿改性可以增加粉煤灰表面的OH-，有利于對陽離子重金屬的吸附，可用于重金屬污染土壤的鈍化修復。
　　
　　6、酸改性
　　
　　酸改性與堿改性機理相似，都是通過腐蝕粉煤灰的玻璃體結構來增大比表面積。除此之外，粉煤灰組成成分中的Al2O3、CaO等活性金屬氧化物也易與酸反應溶解。酸還會減弱粉煤灰中的Al—O、Si—O—Si以及Si—O鍵之間的作用力，增大晶面間距，提高吸附效率。
　　
　　梁慧鋒等利用硫酸改性粉煤灰吸附廢水中的磷，對磷的去除率可達76.73%。酸能增加粉煤灰表面正電荷，增強對磷酸根的吸附作用，同時酸溶效應生成的少量Al3+、Fe3+可與磷酸根發生絮凝沉淀，進一步增大對磷的去除效率。高宏使用硫酸對粉煤灰微珠進行改性用于處理鉛鋅選礦廢水，結果表明硫酸改性使粉煤灰微珠表面活性增強，吸附性能大幅度提升，對丁基黃藥的去除率從46.82%提高到95.00%。曾麗等利用酸改性粉煤灰吸附生活污水中的磷，其對磷的去除率高達96%。與堿改性相反，酸能增加粉煤灰表面正電荷，有利于對負離子污染物的吸附。
　　
　　7、鹽改性
　　
　　鹽改性是利用鹽改性劑中的陽離子如Al3+、Na+、Ca2+等與溶液中的陽離子在粉煤灰表面及孔道內進行交換，生成相應沉淀物或氧化物，從而達到去除溶液中污染物的目的。
　　
　　梁慧峰等使用FeCl3對粉煤灰進行改性，發現粉煤灰表面和孔隙負載金屬離子后正電性增加，對磷具有吸附和絮凝沉淀的作用，對磷的去除率可達90.87%。Wang等通過在行星式高能球磨機中加入溴化鈉（NaBr），實現了溴化與機械改性的耦合，以此對燃煤機組中的粉煤灰進行改性并在線吸附煙氣中的汞。結果表明，改性粉煤灰降低了煙囪總汞排放濃度，汞排放率降低為56.1%。曾經等使用Al（NO3）3溶液制備了鹽改性粉煤灰，在pH大于6時，鹽改性粉煤灰對Cu2+的去除率大于99%。
　　
　　8、火法改性
　　
　　粉煤灰的化學改性分為干法和濕法兩大類，其中酸改性、堿改性、鹽改性等都屬于濕法改性；火法改性屬于干法改性?；鸱ǜ男酝ǔＪ菍⒎勖夯遗c助溶劑按照一定比例混合后，在800～900℃高溫下熔融，使粉煤灰分解，經過一系列化學反應得到改性粉煤灰。
　　
　　李北罡等將粉煤灰與無水Na2CO3和四水硫酸鈰［Ce（SO4）2·4H2O］按一定質量比混合后于800℃焙燒制備了Ce/FA復合吸附劑———Ce/MFA，Ce/MFA復合吸附劑對模擬廢水中Cd2+的去除率達99.67%，比原始粉煤灰增加了37倍。溫秀芹以CaO為改性劑對粉煤灰進行火法改性，制得的改性粉煤灰對廢水中的磷去除率達到92%。敖燕環以Na2CO3為改性劑，在800℃高溫條件下加熱制得改性粉煤灰。結果表明，改性粉煤灰對酸性礦井廢水中Cu2+和Zn2+的吸附量分別為4.80mg/g和2.44mg/g，去除率分別為96%和97.66%。高溫工藝能耗高、成本大，通過降低焙燒溫度對粉煤灰進行改性也取得了較好的效果。
　　
　　黃訓榮等在相對較低的溫度下對粉煤灰進行低溫焙燒改性，以NaOH和Ca(OH)2的混合堿作為改性劑，將粉煤灰與NaOH、Ca(OH)2按質量比5:7:0.5的比例混合后置于250℃馬弗爐中焙燒，制得低溫堿改性粉煤灰。結果表明，改性粉煤灰對Cd2+的最大吸附量可達55.77mg/g。
　　
　　9、聯合改性
　　
　　當前更多研究通過將2種或多種改性方法聯合使用對粉煤灰進行改性，結合各自的特點，以取得更好的改性效果。比如采用物理方法輔助化學改性，加快化學反應過程；或者將2種或多種化學改性劑聯合使用等。
　　
　　李彥儒使用超聲波輔助FeCl3改性粉煤灰，結果表明改性后粉煤灰鐵含量增加，鐵的氧化物覆蓋在粉煤灰玻璃體和塊狀結構的表面，使得比表面積增大。與單獨使用超聲波改性相比，聯合改性粉煤灰的除氟效果明顯提高，吸附量可達2.139mg/g，去除率達85.24%。鄭中蘭等將粉煤灰進行微波輻照后加入到堿溶液中，再向其中加入銨鹽，制得復合改性粉煤灰，在最優工藝條件下，其對Ni2+的去除率達到99.1%。Qi等制備了微波聯合堿改性粉煤灰，對汞的飽和吸附容量可達2.6663mg/g。陳莉榮等通過將粉煤灰在馬弗爐中灼燒后再用NaOH溶液進行堿改性得到高溫-堿改性粉煤灰，發現改性粉煤灰對氨氮的去除率提高了21.22%，吸附量提高了0.661mg/g。陳雪初等以NaCl為活化劑，體積分數15%的H2SO4為改性劑，采用高溫活化再進行酸處理的方式制備了粉煤灰深度除磷劑，其單位除磷量提升至19mg/g，投加量為原始粉煤灰投加量1/20時即可達到與之相當的除磷效果。
　　
　　肖連娟采用酸堿聯合改性粉煤灰，先用NaOH溶液破壞粉煤灰中的硅氧四面體，促進Si和Al元素的溶出；再用酸處理堿改性的濾渣，有效地溶出濾渣中的Al和Fe元素。酸堿聯合改性粉煤灰對脫硫廢水中的化學需氧量去除率可達80%以上。李尉卿等使用700℃焙燒的粉煤灰與碳酸鈉混合處理后再加硫酸的方式對粉煤灰進行改性，粉煤灰+碳酸鈉經700℃焙燒后，加硫酸處理生成了具有硫酸鋁性質的大分子晶體化合物斜鈉明礬，能夠對廢水中的濁度成分在不同pH下產生相應的混凝和吸附效果。結果表明，聯合改性的粉煤灰不僅能夠有效脫除廢水中的色度，還能去除廢水中的五日生化需氧量（BOD5）、用重鉻酸鉀作為氧化劑測出的化學需氧量（COD_Cr）、NH3-N等有機物和金屬、重金屬等無機物。
　　
　　聯合改性結合了2種甚至多種改性方法的優勢，在對粉煤灰的改性過程中發揮協同作用提高粉煤灰的吸附效果，改性效果比單一改性更加顯著。
　　
　　10、其他方法
　　
　　除上述改性方法外，利用殼聚糖、氧化鈣、表面活性劑等對粉煤灰進行化學改性也取得了較好的效果。
　　
　　張新宇等使用NaOH溶液和殼聚糖對粉煤灰進行改性，用于吸附廢水中的亞甲基藍，去除效率大于95%。Chakraborty等使用體積分數5%的氧化鈣溶液對粉煤灰進行改性，用于吸附結晶紫染料，吸附量達到38.57mg/g。王亞玲等對硫酸改性的粉煤灰再進行納米改性處理，用于汞污染土壤的穩定修復，穩定效率可達99.69%。謝強等將粉煤灰合成沸石后利用十六烷基三甲基溴化銨進行表面修飾得到一種新型吸附材料，用于去除水中無機離子型污染物、有機離子型污染物、可離子化和不可離子化的有機污染物等多種污染物，結果表明其對多種目標污染物均有較好的吸附能力，可作為一種多功能水處理吸附劑。Truong等先將粉煤灰與氫氧化鈉混合焙燒活化，然后將活化后的粉煤灰與在甲醇中的聚乙烯亞胺混合進行表面改性得到吸附材料，用于去除水中的天然有機物，最大吸附量達到（66.22±4.39）mg/g。
　　
　　單一的化學改性主要通過酸、堿、鹽等改性劑與粉煤灰混合接觸，促進粉煤灰中活性成分的釋放，不僅改變了粉煤灰的表觀特征，而且使其內部結構如元素組成和官能團等也發生了變化?；瘜W改性相較于物理改性，改性機理更復雜，故改性后的吸附效果也更好。
　　
　　資料來源：《蔣雪萍,王雪梅,季宏兵.粉煤灰的改性及應用研究進展[J].化工新型材料,2021,49(S1):78-82+87》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！