超声波对亚硫酸钙晶粒形成及其形态的影响

以饱和Ca（OH）2溶液与亚硫酸反应形成亚硫酸钙的反应过程为研究对象,对该过程进行超声处理,研究超声功率、超声作用时间和超声探头深入反应溶液距离对该反应及所形成的亚硫酸钙晶体形态的影响。结果表明：与磁力搅拌反应相比,应用超声处理可以明显减少溶液中Ca2＋和SO32-的残留量,并且超声波的引入影响了所形成的亚硫酸钙晶体的形态和大小。超声功率、超声作用时间和超声探头深入溶液的距离等三个因素都对反应溶液中的Ca2＋和SO32-的残留量有影响;与自然反应,磁力搅拌反应所形成的亚硫酸钙晶体相比,超声作用下所形成的亚硫酸钙晶体更细小、更均匀。     

CaSO4·2H2O-C3A压实体水化产生膨胀应力的机理

本工作采用自行设计的一套膨胀应力测试装置测试了在三维约束条件下CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体在40℃的水溶液、饱和Ca(OH)_2溶液和1 mol/L NaOH溶液中水化生成钙矾石过程中产生的膨胀应力,并测试了压实体中水化生成的钙矾石的吸水肿胀应力。结果表明,CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体在水溶液、饱和Ca(OH)_2溶液和1 mol/L NaOH溶液中水化生成钙矾石产生的最大膨胀应力为23.9 MPa、27.3 MPa和26.4 MPa,在水溶液中水化膨胀应力最小,表明Ca(OH)_2溶液和OH~-均会促进钙矾石产生的膨胀应力;生成的钙矾石45℃干燥再吸水,在约束条件下40℃的吸水肿胀应力分别为1.23 MPa、1.27 MPa和1.26 MPa,远小于钙矾石形成过程产生的膨胀应力,表明钙矾石吸水肿胀应力对CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体水化膨胀应力的贡献很小,钙矾石形成时产生的膨胀应力主要源于结晶压力。     

AM60镁合金在侵蚀性溶液中的电化学阻抗分形(英文)

研究了AM60镁合金在0.1 mol/L NaCl,Na2SO4和饱和Mg(OH)2溶液中浸泡96小时的电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)行为。溶液中含有Cl-时,阻抗谱呈现高中频两个容抗弧和低频感抗成分,且低频感抗组分在浸泡36小时后消失。AM60浸泡在Na2SO4溶液中具有类似的电化学阻抗行为,区别在于低频弛豫过程和容抗大小。相比于Cl-离子,SO42-离子具有相对较弱的腐蚀进攻能力。在饱和Mg(OH)2溶液中,由于Mg(OH)2弱水解有效抑制了阴阳极反应(极化曲线结果),EIS谱图仅有中高频两个容抗弧,没有对应孔核形成和消失的低频感抗行为。由于高频容抗弧对应AM60原表面的双电层信息,其弥散系数n、分形维数DE可以获取腐蚀过程中的细节信息。阻抗分形维数DE随时间的变化曲线结果表明Cl-具有最强的腐蚀进攻性,同时也具有再钝化效应,以修复由于Cl-进攻形成的孔核。SO42-离子腐蚀进攻性相对较弱,且没有再钝化现象。饱和Mg(OH)2溶液中DE的增加主要是由于不溶性Mg(OH)2沉积吸附在镁合金表面,增加表面的粗糙度。     

粉煤灰提铝残渣特性及处理Cr3+酸性溶液的研究

为了实现对粉煤灰提取氧化铝残渣的利用,对粉煤灰提铝残渣的颗粒特性及处理含Cr3+酸性溶液的效果与机理进行研究,通过对该粉煤灰提铝残渣进行化学成分、物相、比表面积、形貌等分析,对残渣的颗粒特性进行分析研究。结果表明:该残渣化学成分主要为Ca(OH)2、Ca2Si O4,结构疏松多孔,具有较大的比表面积,并且具有强碱性;基于残渣的特点,将其用于处理含重金属Cr3+的酸性溶液,用0.12 g的残渣可使100 m L Cr2(SO4)3质量分数为1.598×10-3的酸性溶液中Cr3+去除率达到99%,溶液p H由2.54增大为6.01;处理后的Cr3+几乎完全以Cr2O3形式沉淀。     

铜离子掺杂对水泥水化的影响机理

本文研究了铜离子对熟料矿相种类、结构和水化进程的影响机理。结果表明:铜离子对水泥水化进程的缓凝抑制作用按照影响机理分为两个阶段:第一阶段,铜离子掺杂导致水化体系中Ca~(2+)浓度降低,早期氢氧化钙(Cu(OH)_2)结晶形成受阻,破坏了反应溶液的高碱性环境,且钙矾石(Aft)的形成速率减小、生成量减少,诱导期延长,水化产物间无法快速搭接形成网状结构,水泥浆体凝结硬化受阻;第二阶段,铜离子造成C_3S晶粒异常长大,水化反应活性降低,水泥浆体结构变得疏松、孔隙率增大,从而导致其后期强度显著降低,且孔隙中分布晶体尺寸较大的钙矾石,相互穿插,形成水泥浆体中的薄弱联结。     

不同工艺条件对球形纳米硫酸钙制备的影响

制备纳米硫酸钙(CaSO4)颗粒的关键在于采用适宜的制备工艺条件配制反相微乳液,使CaSO4晶体在理想的环境中生长。采用AOT、OP-10复合表面活性剂/环己烷/正戊醇/水溶液反相微乳液反应体系,在水与表面活性剂的摩尔比(水表比)ω=20、反应物浓度n([Ca2+])/n([SO24-])=0.125mol/L、陈化时间t=10min的条件下,制备出了形貌均一,平均粒径为70nm的球形CaSO4颗粒。用扫描电子显微镜(SEM)对产物形貌和大小进行了表征。实验分析了水表比ω、反应物浓度n([Ca2+])/n([SO24-])值、陈化时间t等因素对纳米CaSO4颗粒粒径的影响。     

高比表面超细Ca(OH)_2粉体制备与表征

采用表面活性剂结构诱导下CaO消解法,通过降低反应体系表面张力,抑制Ca(OH)2晶体颗粒的生长及颗粒团聚,制备具有多孔特征的高比表面Ca(OH)2粉体颗粒。采用扫描电镜、X射线衍射、比表面积分析、孔结构等方法对样品进行了表征。结果表明:反应体系中表面活性剂种类与用量、m(H2O)∶m(CaO)比值对样品颗粒形态、比表面积、孔隙结构有影响。m(H2O)∶m(CaO)比值以及加入适量的表面活性剂时,可制备粒度为200～500nm的Ca(HO)2晶体颗粒,且样品具有多孔性,孔径分布均匀,为8～15nm。     

活化煤矸石对水泥水化的影响

研究了活化煤矸石-氢氧化钙体系的水化热、水化产物成分以及活化煤矸石水泥体系的水化过程、水化产物的微结构,结果表明,在石膏的激发下,活化煤矸石能够发生二次水化,与Ca（OH）2反应形成钙矾石、水化硅酸钙、水化铝酸钙等有利于提高水泥石强度的水化产物;活化煤矸石水泥硬化浆体中Ca（OH）2的含量在水化3d时最多,而后随龄期逐渐减少;阐明了活化煤矸石能够降低水化产物中氢氧化钙的含量、抑制氢氧化钙晶体的生长和聚集,并改善水泥石结构．     

多孔羟基磷灰石微球的原位转化制备研究

利用锂钙硼(LCB)玻璃在磷酸盐溶液中的原位转化反应制备多孔的羟基磷灰石(HAP)微球,通过XRD、SEM和FTIR对微球的物相组成、形貌等进行了表征。结果表明,微球具有良好的多孔结构,表现为非晶态特性,600℃热处理后,转变成HAP晶体,同时HAP部分分解转变为Ca3(PO4)2。此外,对多孔HAP微球的形成机理进行了分析。在磷酸盐溶液中,玻璃表面原位生成Ca-P-OH水化物,并在玻璃表面原来Ca2+的位置沉积下来,形成微球壳,而由Li+和B3+占据的位置,因其溶出形成孔隙。这样的结构将使之成为良好的药物载体。     

超声波辅助氧化改性钙基吸收剂的制备及性能研究

通过超声波辅助溶液浸渍的方法,将K2 S2 O8、Ca(ClO)2、(NH4)4 Ce(SO4)4及K2 Cr2 O7等氧化剂分别浸渍在钙基吸收剂表面,形成具有氧化性的活性位点,即氧化位点,改善钙基吸收剂脱除NOx的效果.通过正交实验,在不同超声波功率、浸渍时间和浸渍温度下,按照一定掺杂比例,利用氧化剂对钙基吸收剂进行化学调质.将改性后钙基吸收剂在固定床反应器上进行了同时脱硫脱硝实验,选择污染物的平均脱除率作为评价指标.正交实验结果表明:以Ca(ClO)2作为氧化剂进行超声波浸渍改性效果最好,最优改性工艺参数为氧化剂掺杂比例20％(质量分数,下同)、超声波功率100％、浸渍时间1.5 h、浸渍温度70℃.同时,基于晶相结构(XRD)分析和扫描电镜(SEM)显微形貌观测,可知超声波辅助氧化改性的方法能有效改善钙基吸收剂表面形貌,表面上形成了氧化位点,该氧化位点不仅能够增大吸收剂与SO2和NOx的接触,还能促进NO氧化为NO2,进一步提高SO2和NOx的脱除率.     

无水乙醇辅助低温直接法制备碱式碳酸镁晶体

采用菱镁矿为原料,在无水乙醇辅助下,经水化、碳化、热解等过程,在较低温度(55℃)下制备碱式碳酸镁晶体(4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O);采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征产物物相结构和微观形貌;研究热解时间、无水乙醇添加量、前驱溶液pH值以及无水乙醇加入时间对产物物相组成和形貌的影响;初步探讨无水乙醇辅助下碱式碳酸镁生长机理。结果表明:热解时间、无水乙醇添加量、前驱溶液pH值以及无水乙醇加入时间对4Mg CO_3·Mg(OH)_2·4H_2O微观形貌和尺寸均起到调节作用;制备出平均直径为2.3μm、形貌呈玫瑰花苞状的4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O的最佳条件为:热解时间为105 min、无水乙醇与Mg(HCO_3)_2溶液体积比为1∶2、前驱溶液pH值为10±0.05,此时无水乙醇加入时间对晶体无显著影响;加入无水乙醇辅助碱式碳酸镁生长过程,不仅可以减少反应所需能量,还可以形成致密度较好的双电层保护膜吸附在晶体表面,促进新核形成,加快MgCO_3·3H_2O向4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O的转变速率。     

硫酸盐环境下灌浆材料长龄期力学性能及微观结构分析

本文将抗硫酸盐水泥和中热水泥掺粉煤灰制备的水泥浆体浸泡在5%Na2SO4溶液至1110d,研究长龄期硫酸盐侵蚀下各试件的力学性能和微观结构。结果表明:限制空间中形成的细小钙矾石是引起基体开裂的主要原因,石膏的形成会引起水泥基材料剥落,抗硫酸盐水泥不能有效防止石膏型硫酸盐侵蚀;大掺量粉煤灰的二次水化反应能够消耗大量氢氧化钙,从而降低侵蚀过程中石膏相的形成且能有效改善浆体微结构;水电工程中采用中热水泥+50%粉煤灰制备的水泥基材料能够有效抑制钙矾石和石膏的形成,其抗硫酸盐侵蚀性能和经济性明显优于抗硫酸盐水泥制备的水泥基材料。     

普通硅酸盐-硫铝酸盐复合胶凝体系水化性能和机理研究

对普通硅酸盐(P·O)-硫铝酸盐(R·SAC)复合胶凝体系的凝结时间、胶砂强度进行了分析,利用等温量热仪、综合热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等从水化速率及水化产物微观形貌等方面分析了复合胶凝体系的水化机理。结果表明:当R·SAC掺量约为10%时,复合胶凝体系的凝结时间相比P·O明显缩短,早期强度提高幅度较大,同时也能获得较大幅度的后期强度增长,力学性能较纯组分水泥性能优越。复合胶凝体系的早期水化速率和放热量高于单组分水泥。随着R·SAC的掺入,复合胶凝体系的水化产物中钙矾石(AFt)增多,Ca(OH)₂晶体减少,且AFt的生成量越多,越有利于早期强度的发展,当R·SAC掺量超过30%时,Ca(OH)₂消失。     

预钙化处理后的钛表面磷灰石涂层的形成

本研究采用碱液处理钛样品 ,并进行预钙化处理 ,在模拟体液 (SBF)中浸泡 ,能在较短时间内形成表面致密的磷灰石涂层。碱液处理使钛表面生成了钛酸钠及氧化钛等物质 ,在SBF中浸泡时 ,会发生水解而使表面形成带负电的Ti OH基团。预钙化处理使带负电的钛表面由静电引力而聚集了大量的Ca2 + 离子。Ca2 + 能吸引带负电的HPO2 -4到达表面 ,从而使表面附近能在较短时间内达到钙 磷过饱和。Ca2 + 离子又能使表面附近的pH值增大 ,Ca2 + 离子和HPO2 -4离子的活度积就增大 ,从而刺激了磷灰石晶体的成核与长大 ,最终形成表面磷灰石涂层     

硫酸盐类晶体中[SO_4]~(2-)四面体的结晶方位与晶体的形貌

本文从硫酸盐类晶体中负离子配位多面体的结晶方位和相互联结的稳定性出发，探讨了硫酸盐类晶体中[SO4]2-结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系;认为[SO4]2-四面体与金属阳离子（Ba2 、Ca2 、Mg2 …）结合时，由于晶体结构和生长条件（如温度、过饱和度等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和取向不同;晶体的结晶形貌迥然有别.晶体的结晶形貌与[SO4]2-四面体在晶体中的结晶方位密切相关，四面体的面和棱的法线（L2）所对向的晶面，生长速率慢，顽强显露，均属晶体的板面;四面体的顶角所指向的晶面，生长速率快，显露面积小，经常消失.     

粉煤灰抑制ASR的机制

本文研究粉煤灰对ASR的抑制作用.测定了不同粉煤灰掺量砂浆棒膨胀率、水泥石中Ca(OH)2含量以及主要水化产物C-S-H凝胶的微观结构和化学组成,并对粉煤灰抑制ASR的机制进行探讨.结果表明:随粉煤灰掺量增加,其对ASR具有显著的抑制效果.水泥石中Ca(OH)2含量不断减少,二次反应生成大量低n(Ca)/n(Si)的C-S-H凝胶.随n(Ca)/n(Si)降低,C-S-H凝胶中固溶了大量的Al,凝胶的固碱能力增强,从而使混凝土孔溶液中的有效碱大大减少,减轻了ASR程度.凝胶的固碱能力增强除了因n(Ca)/n(Si)降低,使C-S-H凝胶的固碱能力增强之外.还可能因为Al3 代替Si4 形成[AlO4]5-四面体,由于Al3 比Si4 少一价,引起电价不平衡,系统带负电,因此碱离子更容易进入C-S-H凝胶中,减少了碱与活性集料反应的机会.     

合成温度和碱度对纳米羟基磷灰石形成的影响

采用湿法合成的方法,利用Ca(OH)2和H3PO4反应,通过控制反应温度和pH大小,探讨形成HA相的纯度、粒子的尺寸和形貌.试验表明:初期产物的胶体溶液形貌为竹叶状,干燥后呈小颗粒的团聚状,烧结后HA呈六方晶体形貌.在pH=8,25℃/10h合成时,主要形成β-Ca3(PO4)2,并有Ga8H2(PO4)6的残留和Ca9HPO4(PO4)5OH生成.随着温度提高,主要相为HA,当温度为60℃时,可生成纯HA.当pH=10时,生成HA相与反应温度关系不大,均为纯HA.纳米HA的晶粒大小随着温度升高,粒子长大加剧,分散效果下降.可以通过温度来控制纳米HA的大小,通过提高碱度来提高反应合成HA的纯度.     

石灰基材料对生土改性效果及机制研究

针对当前石灰、矿渣、粉煤灰等作为生土改性剂的研究主要是在力学性能及耐久性等宏观性能方面,尝试从上述改性材料对生土改性前后的矿物组成、官能团特征峰、微观结构等微观角度来阐述生土改性的内在作用机制。试验结果表明,(1)单掺石灰时,生土改性效果随石灰掺量增加而提高,最佳掺量为10%,其28 d抗压强度和软化系数分别达到3.69 MPa和0.80,原因是其板状的Ca(OH)_2水化产物填充生土颗粒间的空隙,达到饱和后的Ca(OH)_2仅其骨架作用;(2)当10%石灰分别复掺5%矿渣和5%粉煤灰时,28 d抗压强度分别增长了8.1%和2.4%,软化系数分别达到了0.92和0.90,原因是粉煤灰和矿渣发生二次水化反应,其中Mg—O、Al—O等键断裂,Al~(3+)、Mg~(2+)等阳离子与Ca(OH)_2发生置换反应,致使1 436.47 cm~(-1)处的峰位偏移至1 400 cm~(-1)附近,同时出现了1 030 cm~(-1)附近的C-S-H凝胶特征峰以及3 120 cm~(-1)处左右的火山灰反应特征峰;(3)掺矿渣改性效果优于单掺石灰,而复掺粉煤灰的改性效果不佳。     

赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化特性*

采用XRD、IR、TG-DTA、MIP等手段表征赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化产物及其硬化浆体的孔结构, 研究了解赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化特性。结果表明, 赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化产物主要有C-S-H凝胶、钙矾石和Ca(OH)₂, 前两者对其强度的发展有促进作用; 水化1 d至90 d其中Ca(OH)₂的含量呈先升高后降低的趋势; 随着水化反应的进行在CaO/SiO₂比值较低的赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料中Si-OH基团之间发生聚合反应, 水化产物的聚合度升高; CaO/SiO₂比值为0.95和1.04的赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的硬化浆体具有较好的孔结构, 而CaO/SiO₂比值为1.13的胶凝材料硬化浆体的孔结构相对较差。     

阴离子对掺杂Co2+纳米Ni（OH）2性能的影响

为了考察阴离子种类对掺杂Co2+纳米Ni(OH)2性能的影响,采用不同镍盐制备出掺杂Co2+纳米Ni(OH)2,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安技术(CV)和恒流充放电方法对材料物化性能和电化学性能进行了研究.研究结果表明,掺杂Co2+的纳米Ni(OH)2为β-Ni(OH)2,衍射峰发生明显宽化.样品颗粒的尺寸为60~100 nm,阴离子的变化对制得的Ni(OH)2的表观形貌有影响.恒流充放电实验表明,阴离子为NO3-时,样品的质量比容量较高,0.2 C放电达到了234.6 mAh.g-1.循环伏安测试表明,阴离子为SO42-时,样品有较好的可逆性,阴离子为NO3-或SO42-时有较高的质子扩散系数.