李宏伟 ，燕可洲 ，文朝璐 ，柳丹丹 ，郭彦霞 ，张圆圆

（1.山西大学 资源与环境工程研究所, 山西 太原 030006；2.太原科技大学 环境科学与工程学院, 山西 太原 030024）

0 引 言

煤矸石是煤炭开采和分选过程中产生的工业固体废弃物，其化学组成主要为碳C （25%～30%）、硅SiO2（40%～60%）、铝Al2O3（15%～40%）等[1-2]。目前，针对煤矸石的资源化利用方式包括燃烧发电[3]、充填筑路[4]、建材生产[5]、农业利用[6]、元素回收[7]、功能材料制备[8]等。在这些利用过程中，对于煤矸石中无机灰分和有机质的资源化主要采用单独利用的方式，特别是在无机灰分的利用工艺中，通常也是先脱碳后利用，由此造成了碳排放量高、资源利用率低等的问题。而以煤矸石为原料，通过特定工艺制备碳-硅或碳-铝硅复合材料（如活性炭-介孔硅、活性炭-沸石等）是一种将煤矸石中无机质和有机碳耦合利用的高附加值利用方式。目前，关于煤矸石制备复合材料已有相关研究报道，如：崔明日等[9]以NaOH为活化剂，在Ar 气氛下对煤矸石碱熔活化，后经Na-OH 水热反应，制得晶型完好的活性炭-沸石复合材料，对SO2吸附量为50.3 mg/g；ZHANG 等[10]以KOH为活化剂，在N2气氛下对煤矸石进行酸浸-碱熔活化，得到多孔网状交联结构C/SiOx复合材料，在0.1 A/g 下具有1 175.8 mAh/g 的高可逆容量，库仑效率达99.8%。LI 等[11]以NaOH 为活化剂，在CO2气氛下对煤矸石（辅以少量煤粉）碱熔活化，后经Na-OH 和NaAlO2水热反应制得比表面积为669.4 m2/g的活性炭-沸石复合材料，对Cu2+和罗丹明B 的吸附量分别可达116.7 mg/g 和32.8 mg/g；石凯等[12]以ZnCl2为活化剂，在He 气氛下对煤矸石碱熔活化，后经HCl 酸浸制得比表面积为412.23 m2/g，平均孔径为4.9 nm 的活性炭-介孔硅复合材料，对罗丹明B的平衡吸附量达到49.81 mg/g。……