攻克粉煤灰高值化难题 滨州职业技术大学科研成果赋能固废绿色转型

大众网记者 卢志强 通讯员 张耀东 刘凯 滨州报道

近日，滨州职业学院联合山东富尔康新材料科技有限公司共同完成的粉煤灰表面修饰技术及其高值化利用科研成果取得重大突破，获2025年滨州市科技创新成果三等。该技术通过纳米包覆与界面改性创新，破解粉煤灰附加值低、利用率不足的行业痛点，为我国工业固废资源化利用提供全新技术路径，助力“双碳”目标实现与生态环境改善。

粉煤灰作为燃煤发电行业主要工业固体废弃物，我国年排放量近8.3亿吨，累计堆放量超20亿吨，长期堆放不仅占用大量耕地，还会造成大气、水、土壤多重污染，生态压力突出。目前粉煤灰利用多集中于建材、路基、土壤改良等低附加值领域，实际利用率不足60%，资源价值未充分释放。同时，传统填料应用中存在表面活性低、与基体相容性差、制品外观不佳等难题，严重制约其高值化发展。

针对行业瓶颈，滨州职业学院科研团队自2011年起联合企业深耕粉煤灰改性领域，历经十余年技术攻关，创新研发纳米包覆复合改性技术体系，形成从原料纯化、界面侵蚀到复合制备、应用验证的全链条技术方案。项目由霍宁波教授团队牵头，聚焦粉煤灰表面特性改造与功能提升两大核心，突破多项关键技术壁垒。

科研团队创新提出“粒子设计”理念，建立系统化粉煤灰改性工艺。首先通过分级纯化，精准筛选10-1000μm粒径、含大量空心微珠的优质粉煤灰原料，为后续改性奠定基础；其次采用草酸界面侵蚀技术，精准调控草酸浓度、用量、反应温度等参数，去除粉煤灰中深色杂质，将粉体白度显著提升，同时在颗粒表面形成纳米级凹陷结构，大幅增大比表面积、激活表面活性基团；最后首创液相沉积-纳米纤维锚固复合工艺，以纳米碳酸钙为包覆层、超细木浆纤维为锚固介质，构建粉煤灰-纳米碳酸钙-纤维复合粉体，解决粉煤灰与高分子基体相容性差的核心难题。

经权威检测，改性粉煤灰性能实现跨越式提升：粉体白度显著改善，粒径集中在5-30μm，表面形成均匀纳米碳酸钙包覆层，比表面积大幅增加；与热熔胶、塑料等高分子基体界面结合力显著增强，复合材料力学性能、抗老化性能大幅提升，同时保持低成本、易工业化的优势。该技术攻克纳米粉体成本高、易团聚的行业痛点，实现“固废再生+纳米性能”双重价值，填补国内粉煤灰纳米包覆高值化利用技术空白。

技术落地转化成效显著，已实现规模化生产与市场推广。项目累计产生经济效益2058万元，改性粉煤灰复合填料广泛应用于高分子复合材料、新型建材、环保材料等领域，替代传统高价填料，大幅降低企业生产成本，同时提升产品附加值，助力下游产业提质增效。目前该技术已完成山东省高校科技发展计划项目验收，在《Crystals》等高水平期刊发表论文3篇，获国家发明专利3项，形成完善自主知识产权体系，技术成熟度与行业认可度位居国内前列。

该成果生态效益与社会效益同样突出。一方面，推动粉煤灰从“固废包袱”向“绿色资源”转变，提升工业固废综合利用率，减少堆放占地与环境污染，助力黄河流域生态保护和高质量发展；另一方面，降低高分子材料对矿产资源的依赖，减少矿产开采能耗与碳排放，契合绿色低碳发展理念，为工业固废循环利用提供可复制、可推广的技术模式。同时，项目深化校企产学研融合，打通“科研—转化—产业”闭环，培养一批固废资源化利用专业人才，为地方绿色产业发展注入科技动力。

下一步，滨州职业技术大学科研团队将持续优化技术工艺，拓展改性粉煤灰在环保吸附材料、生态修复材料、高端复合材料等领域的应用场景，推动技术规模化、产业化推广，助力我国工业固废资源化利用产业高质量发展，为生态文明建设与“双碳”目标实现贡献职教力量。