Na2SiO3/Na2CO3复合制备清洁型碱矿渣胶凝材料

为解决弱碱单独激发碱矿渣胶凝材料(AASM)时存在的力学性能弱、矿渣反应程度低等问题,缓解AASM的操作危害性,本文采用Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣,研究了复合激发剂组成对AASM凝结时间、抗压强度、水化产物及自收缩的影响,并评估了AASM的环境效益。结果表明:随着Na₂CO₃碱当量的增加,AASM缓凝效果较为明显,抗压强度也有所降低,但抗压强度的降低幅度随龄期增大而减小。通过加入Na₂CO₃,AASM水化产物种类增多,C-(A)-S-H的峰值强度随Na₂CO₃碱当量占比的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而解释了AASM浆体自收缩的变化。另外,由CO₂排放指数可以看出,Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣较Na₂SiO₃单独激发更为清洁,环境效益显著。     

电石渣对复合胶凝材料力学性能和微观结构的影响

电石渣作为一种Ca(OH)₂含量较高的工业副产品,可协同Na₂CO₃加速碱激发复合胶凝材料的水化过程。本文采用粉煤灰和矿粉作为复合胶凝材料的前驱体,探究不同电石渣(CCR)和Na₂CO₃质量比对复合胶凝材料的孔溶液pH值和力学性能影响。此外,通过水化热、X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜,探讨了CCR和Na₂CO₃协同激发作用对复合胶凝材料的水化过程和微观结构的影响。研究结果表明,随着CCR掺量的增加,复合胶凝材料的孔溶液pH值和力学性能均呈先增加后递减的趋势。当CCR和Na₂CO₃的掺量分别为6%和9%(质量分数)时,碱激发复合胶凝材料的3 d孔溶液pH值和28 d抗压强度分别达到最大值12.95和26.8 MPa。微观结构分析表明,在CCR和Na₂CO₃的协同激发作用下,碱激发复合材料能够生成更多的水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶,...     

四元相变材料的制备及改性研究

为探究与制备更加适用于太阳能储能应用的四元相变材料,以Na₂HPO₄·12H₂O为主储热剂,Na₂SO₄·10H₂O,Na₂CO₃·10H₂O,Na₂S₂O₃·5H₂O与CH₃COONa·3H₂O为辅储热剂,在四种辅储热剂中任取三种与主储热剂按照设计的配比进行混合,制备四元相变储能材料,并选取纳米TiO₂,ZnO,Al₂O₃以及Na₂SiO₃和Na₂B₄O₇·10H₂O作为成核剂分别对其进行改性,通过步冷曲线、DSC、SEM、IR、XRD对样品进行数据分析。结果表明,Na₂HPO₄·12H₂O/Na₂CO₃·10H₂O/Na₂SO₄·10H₂O/Na₂S₂O₃·5H₂O为四元PCMs的最佳组合,其最佳配比(质量分数)分别为60%、10%、20%、10%(60/10/20/10)。在多种成核剂中掺加氧化锌的效果最好,当掺量10%(质量分数)时,四元PCMs的过冷度由3.0 ℃降低到0.2 ℃,相变焓由95.11 J/g升至472.39 J/g,相变温度区间从15.44~39.90 ℃改变至50.79~129.64 ℃,且无相分离。     

常见钠盐的高温挥发特性及热解机理

选取有机废液中常见的钠盐(氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、甲酸钠、乙酸钠、草酸钠)，通过热重分析仪，在25~1400℃考察其高温挥发特性。基于Gibbs自由能最小原理，对NaCl、Na₂CO₃及Na₂SO₄的挥发特性进行热力学计算。结果表明，在N₂气氛中，NaCl在达到熔点后以气态NaCl及气态Na₂Cl₂的形式释放，Na₂SO₄升温至885℃分解生成Na₂O，同时Na₂O分解，并以Na单质形式释放。而有机羧酸钠盐在600℃之前均热解为Na₂CO₃，继续升高温度则分解为Na₂O，同样最后以气态Na单质的形式释放。在空气气氛中，由于O₂的存在，抑制了Na₂O的分解反应，致使Na₂CO₃分解速率小于N₂气氛。     

碳酸钠浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为了改善镁合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能，向环保型NaOH–Na₂SiO₃–Na₂B₄O₇基础电解液中添加Na₂CO₃，在AZ31B镁合金表面制备阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和动电位极化曲线法，研究了Na₂CO₃质量浓度(≤30 g/L)对AZ31B镁合金表面阳极氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构和耐蚀性的影响。结果表明：AZ31B镁合金阳极氧化组织由Mg O相和Mg₂Si O₄相组成，基本不受Na₂CO₃浓度的影响。随着Na₂CO₃浓度的增大，AZ31B镁合金阳极氧化膜表面微孔尺寸先减小后增大，氧化膜厚度呈现“先增大，后减小，再增大”的变化趋势。Na₂CO₃可显著提高阳极...     

固体碱激发矿粉/粉煤灰注浆材料性能及机理研究

以矿粉和粉煤灰为主要原料,NaOH和Na₂SiO₃·5H₂O为固体碱激发剂,制备地聚合物注浆材料,考察激发剂的模数、掺量及养护条件对材料性能的影响。当固体碱激发剂模数为1.0,掺入量为8%(质量分数)时,注浆材料初凝时间为120 min,工作时间可达50 min,经28 d养护后抗折和抗压强度分别可达7.1 MPa和42.7 MPa。相较于非密闭养护,密闭养护有利于早期强度形成,1 d、3 d、7 d抗压强度分别提高了38.0%、38.2%和19.3%。XRD、FT-IR、SEM/EDS测试结果表明,原料水化完全,最终产物包含无定形水化产物、钙沸石、水合铝硅酸钠钙矿和C-S-H凝胶等组分。反应过程中原料的Si—O—Al、Si—O—Si发生重组生成凝胶物质,并团聚成钙沸石类球形产物,提高材料强度。     

电石渣对碱激发粉煤灰-矿渣抗碳化性能的影响

为实现工业废料的二次利用,将电石渣部分替代粉煤灰掺入碱激发粉煤灰-矿渣(AAFS)中,制备碱激发粉煤灰-矿渣-电石渣复合凝胶材料(AAFSC)。本文考察了不同电石渣掺量下AAFSC的抗碳化性能,并通过压汞测试、热重分析、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分析材料的微观结构。结果表明：经快速碳化作用,AAFSC的孔隙结构会向有害孔发展,抗压强度明显衰减;AAFSC在碳化前中期的抗碳化性能优于AAFS,但随碳化龄期延长,这种优势逐渐减小甚至消失;试验推荐的电石渣掺量质量分数为6%,此时AAFSC在碳化前中期具备最佳抗碳化性能,且在碳化后期仍具有最大抗压强度39.92 MPa;随电石渣掺量增加,AAFSC中Ca(OH)₂含量增加,这些Ca(OH)₂在碳化过程中被消耗,生成了方解石、霰石等碳酸盐。     

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰（CaO）作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明：温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石（Na₈Al₆Si₆O₂₄CO₃）中的2个Na⁺被1个Ca²⁺置换出,生成了更难溶的钙霞石［Na₆CaAl₆Si₆（CO₃）O₂₄·2H₂O］。     

四元体系NaCl+NaBO2+Na2CO3+H2O 298.15 K 相平衡研究

柴达木盐湖中具有丰富的盐湖离子,对其中的一个四元体系水盐相图开展研究,采用等温溶解平衡法开展了298.15 K时四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O相平衡研究,测定了体系平衡液相组成及密度和折光率,绘制了四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K的相图及相应的物化性质图。研究发现NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O四元体系298.15 K 时包含2个共饱点（E₁、E₂）、5条溶解度曲线（AE₁、BE₁、CE₂、DE₂、E₁E₂）、4个结晶区（NaCl、NaBO₂·4H₂O、Na₂CO₃·7H₂O、NaCl·NaBO₂·2H₂O）。其中三元体系NaCl+NaBO₂+H₂O在298.15 K下产生了复盐NaCl·NaBO₂·2H₂O,通过研究发现该四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O在298.15 K下也具有NaCl·NaBO₂·2H₂O复盐区。     

Na2CO3/CF固体碱对菜籽油酯交换反应的催化性能

以Na₂CO₃为活性组分、泡沫炭（CF）为载体,本文借助等体积浸渍法制备了Na₂CO₃/CF非均相固体碱催化剂,通过SEM、SEM-EDS、FTIR、XRD、BET对其结构性能进行分析表征,结果显示：Na₂CO₃/CF的比表面积为182m²/g,负载的Na₂CO₃以细小颗粒的形式均匀分布于CF泡壁表面,平均粒径<350nm。以菜籽油-甲醇体系为对象,分析了Na₂CO₃/CF的催化活性及重复利用性,并对酯交换反应的工艺条件进行优化,结果显示,在Na₂CO₃/CF用量为油重10%、反应时间180min、醇油物质的量比为27∶1、反应温度65℃的条件下,反应转化率高达97.80%,该催化剂重复利用5次,转化率仍可达94.48%。研究结果对开发以强碱弱酸盐为活性中心的碳基固体碱高效催化剂提供了新思路。     

直接还原钒渣制备铁钒合金热力学分析及性能

围绕钒渣的资源化利用的研究热点，以钒渣和高铁赤泥为原料，采用高温碳热还原熔炼的方法成功地制备了铁钒合金。热力学分析表明铁和钒的氧化物在高温下均可被还原为金属单质，且二者在固液相中均能无限互溶，证明以此种方法制备铁钒合金可行。实验研究了原料配比对金属回收率的影响，以及Na₂CO₃和焦炭添加量对合金组织及性能的影响，结果表明，高铁赤泥的加入可以提高炉料碱度，Na₂CO₃的加入改善了Fe₂SiO₄和FeAl₂O₄的还原条件，有利于提高反应体系的还原效率；Na₂CO₃和焦炭的最佳添加量分别为8wt%和30wt%，此时原料中Fe和V的回收率最大。V在合金凝固过程中促进了珠光体转变，提高了合金的力学性能。     

碱液对提取褐煤黄腐酸的影响

为提高褐煤资源的附加值,探索了NaOH,KOH,LiOH,Na₂CO₃,NH₃·H₂O,Na₂SO₃,NaHCO₃,Na₄P₂O₇对萃取褐煤黄腐酸结构的影响。采用碱溶酸析法提取褐煤黄腐酸,以不同弱碱性溶剂为萃取剂再经硫酸酸析,通过容量法测定黄腐酸的纯度,并对提取的褐煤黄腐酸进行光谱表征。结果表明：不同碱液提取褐煤黄腐酸的产率不同,但质量浓度相近,其中LiOH提取黄腐酸的产率(质量分数)最高(5.12%);不同碱液提取褐煤黄腐酸的官能团种类相同,但含量不同,Na₂CO₃提取的褐煤黄腐酸羰基结构最少,NaHCO₃做萃取剂时提取的褐煤黄腐酸的芳香度较高、羟基结构较多;不同碱液提取褐煤黄腐酸的E₄/E₆值明显不同,相对分子质量差距较大,Na₄P     

激发剂对钢渣基掺合料性能的影响研究

本文以钢渣基掺合料(steel slag based admixtures, GKF)为研究对象,在单因素试验的基础上,通过正交试验探索了激发剂Na₂SO₄、硅渣和脱硫石膏三类激发剂复配最佳方案,最优质量配比为Na₂SO₄ 2.0%,硅渣0.5%,脱硫石膏1.5%。研究表明,在最佳复合激发剂掺量及配合比下,用50%的GKF替代P·Ⅰ 42.5制备的胶砂试件在3 d、7 d和28 d活性分别为77.3%、85.9%和96.6%,与未加激发剂组相比,活性分别提高量了24.2%、25.4%和22.4%。借助XRD、SEM对其水化物矿物结构及微观形貌分析,结果表明,复合激发剂有助于GKF的水化,提高试件C-S-H和AFt的含量,使其结构更加紧密。     

基于手持技术探究碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应

分析现行教学过程中“钠及其化合物”的内容，运用数字化手持技术进行了Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O;NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O的分析，实现了实验微型化、便捷化，为中学教学提供一个可供选择和参考的测定碳酸盐与盐酸反应进程的实验方案。通过分析实验数据可知NaHCO₃与HCl反应是Na₂CO₃与HCl反应的第二步反应，都是放热反应。     

Na2O掺杂铝酸钙化合物物相转化与浸出性能

以分析纯试剂CaCO₃、Al₂O₃和Na₂CO₃为原料,在1350℃烧结1 h合成了Na₂O掺杂铝酸钙熟料,并采用XRD、SEM和EDS等方法研究了Na₂O掺杂CaO-Al₂O₃体系铝酸钙化合物的物相演变规律及熟料浸出性能。结果表明:当CaO和Al₂O₃的摩尔比为1.0时,CaO-Al₂O₃体系铝酸钙由CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃组成,而Na₂O掺杂铝酸钙熟料由CaO·Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃、Na₂O·Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀组成。除形成含Na₂O化合物外,熟料中掺杂的Na₂O固溶于12CaO·7Al₂O₃中,而CaO·Al₂O₃中几乎不含Na₂O。随着熟料中Na₂O掺杂量的升高,12CaO·7Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀的含量逐渐增加,CaO·Al₂O₃的含量逐渐降低;12CaO·7Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀的结晶度逐渐降低,CaO·Al₂O₃的结晶度逐渐升高。Na₂O的掺杂提高了熟料在碳酸钠溶液中的浸出性能,并且使浸出渣中CaCO₃的空间群由R-3CH、P63/MMC两种转变为只含有R-3CH一种。     

碱种类及含量对Cu/ZnO/Al2O3催化剂结构及性能的影响

采用共沉淀法制备Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂，考察以Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH和KOH为沉淀剂对催化剂结构及性能的影响，并采用XRD和固定床反应器对催化剂结构及性能进行表征。结果发现，催化剂前驱体受沉淀剂种类、反应液pH值、碱量的影响较大，产物的产量、失重率及结构具有明显的变化。随着一元碱强度的增加，反应产物低温发生分解生成CuO,催化剂产量及焙烧失重率受低温分解的影响较大，但催化剂结晶度提高，性能没有明显的变化，CO₂转化率在17%～18%之间，甲醇选择性为35%;而采用二元碱Na₂CO₃,随着碱量的增加，焙烧失重率先减小后增大，催化剂性能明显低于一元碱制备的催化剂，CO₂转化率和甲醇选择性分别降至7.5%和13%。提高一元碱的含量，催化剂前驱体中的两性化合物将部分溶解，虽然催化剂活性变化不大，但甲醇选择性从35%降至31%。     

煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬,考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明：煅烧过程中Cr（Ⅲ）和V（Ⅳ） 反应生成中间产物CrVO₄,随后CrVO₄分解为Cr₂O₃和V₂O₅;相同浓度条件下,在V₂O₅浸出效果方面NaOH要优于Na₂CO₃,提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V₂O₅的浸出,而浸出温度对V₂O₅浸出无明显影响,钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L^-1 NaOH在90℃浸出1.5 h,滤渣中的Cr₂O₃质量分数高于96%,钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%,另外,利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。     

燃煤电厂脱硫废水预处理软化工艺的试验与优化

燃煤电厂脱硫废水零排放工艺前端需设置预处理段去除悬浮物、钙镁硬度等，以达到后续除盐设备的稳定运行要求。以某电厂生产过程中的脱硫废水作为原水，通过现场批次试验，分析了NaOH+Na₂CO₃、Ca(OH)₂+Na₂CO₃两种软化方式在pH值为10.5时对Mg²⁺、Ca²⁺的去除效果。前者出水Ca²⁺质量浓度能控制在23.20 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在73.65 mg/L;后者出水Ca²⁺质量浓度能控制在16.00 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在7.35 mg/L。采用NaOH+Na₂CO₃组合软化方式形成的污泥约为Ca(OH)₂+Na₂CO₃组合加药方式污泥量的37.95%,但后者沉降速率较高。对于低镁脱硫废水，采用NaOH+Na     

碱金属氧化物对低介电封接玻璃结构与性能的影响研究

玻璃由于优异的电学性能在电子封接领域的应用越来越广泛。本文以硼铝硅酸盐玻璃为基础玻璃体系,采用高温熔融法制备了低介电封接玻璃。通过拉曼光谱、热膨胀系数测定仪、密度计、弯曲梁低温测试仪、精密阻抗分析仪等对样品性能进行表征,研究了碱金属氧化物对低介电玻璃的结构与性能的影响。研究结果表明:碱金属氧化物R₂O总量保持不变,随着Li₂O取代量的增加,玻璃结构中[BO₃]含量先降低后增加,同时[AlO₄]增加、[AlO₆]降低;玻璃的热膨胀系数先降低后升高,密度变化趋势与之相反,且均在LN-3(Na₂O与Li₂O质量比为1.0:1.0)组出现极值;特征温度先升高后降低,最后Na₂O被完全取代后呈现再次升高的趋势;玻璃介电常数和介电损耗先降低后升高,且混合碱金属玻璃的介电常数和介电损耗均低于单一碱金属玻璃。     

激发剂对碱矿渣水泥砂浆中碱-硅酸反应的影响

采用硅酸钠溶液为激发剂制备碱矿渣(AAS)水泥砂浆,在80 ℃的1 mol/L氢氧化钠溶液中养护以加速碱-硅酸反应(ASR)进程,研究了激发剂碱含量和硅酸盐模数对ASR膨胀破坏的影响。结果表明,AAS砂浆中出现了危险性ASR膨胀破坏。激发剂中Na₂O掺量大于4%(质量分数)时,砂浆在14 d龄期的ASR膨胀率超过0.1%,且当激发剂硅酸盐模数在1.2~2.0范围内时膨胀率更大。ASR产物主要分布在集料颗粒表面与AAS凝胶相接触的界面区,附近可观测到明显的裂缝扩展。ASR膨胀破坏同时引发了砂浆抗压强度损失。