地质聚合物是一种由硅氧四面体和铝氧四面体组成的具有三维网络状结构的无机非金属凝胶材料。它们通常以工业废弃物或硅铝酸盐矿物如粉煤灰、高炉矿渣、偏高岭土等为原料,在水玻璃、强碱、强酸溶液等激发剂活化后制备得到。地质聚合物材料具有优异的力学、化学、结构和耐高温性能,目前已在建筑等领域得到了较好的应用。大量的文献对地质聚合物多孔材料的制备工艺、表征方法和性能测试做了深入研究,但在实际应用上仍有待开发。碱激发剂在地质聚合物多孔材料的制备过程中起着重要作用,影响材料的微观形貌、力学性能和热稳定性能等。本文探究了钾、钠水玻璃激发剂对地质聚合物多孔材料性能的影响,通过傅里叶转换红外光谱分析仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射分析仪(XRD)、比表面积和孔径分布测试仪(BET)和热重分析仪(TG)等表征了多孔材料的微观结构和热稳定性,真密度瓶测试多孔材料的孔隙率,万能压力机测试多孔材料的力学性能,水通量测试表征多孔材料的透过性能。在此基础上,本文选用钾水玻璃为激发剂制备了地质聚合物管式无机膜,详细研究了水玻璃模数对无机膜微观结构、力学性能以及耐温性能的影响。最后,使用所制备的管式无机膜对污水和烟气进行净化处理,测试无机膜对炭黑悬浮颗粒物和PM2.5/10的过滤效果。主要研究结果如下:(1)探究了不同碱激发剂对地质聚合物多孔材料比表面积和力学性能的影响。通过实验发现,钾基地质聚合物多孔材料的比表面积比钠基地质聚合物多孔材料的比表面积提高81%,抗压强度提高100%,抗折强度提高54%。(2)探究了不同碱激发剂对地质聚合物多孔材料耐温性能的影响。通过测试多孔材料在不同温度下的力学性能以及TG发现,钾基地质聚合物多孔材料比钠基多孔材料的热稳定性好,质量损失低;钾基地质聚合物多孔材料在经过1000°C煅烧后,其抗压强度仍在10 MPa以上。(3)将钾基地质聚合物多孔材料进一步制备成地质聚合物管式无机膜,通过实验发现,当钾水玻璃模数为1.4 M,偏高岭土、矿渣、钾水玻璃、水和十二烷基硫酸钠的比例为1:1:1.2:0.25:0.0024时,调整过氧化氢的加入量,制备的矿渣/偏高岭土基地质聚合物管式无机膜性能最优异。(4)钾基地质聚合物无机膜在水处理和烟气净化中具有良好的过滤效果。当过氧化氢添加量为1.04-1.49 wt%时,无机膜可以截留炭黑悬浮液中颗粒物的最小粒径为1.67μm;对烟气中PM2.5/10的去除率在90%以上。当过氧化氢添加量为1.21 wt%时,无机膜在600°C煅烧2 h后,其对PM2.5/10的去除率仍在90%以上。