含重质油污泥非均相氧化降解特性及其强化机制

含油污泥广泛产生于石油开采、炼制与使用过程中。对含油污泥进行资源化与无害化低碳处理一直是行业的难题。以传统水洗处理后的含重质油污泥残渣为例,本文系统研究了采用过一硫酸盐-高铁酸盐-FeS（PFI）氧化体系对其进行氧化降解的规律及过程强化机制。结果表明PFI氧化体系能够对含重质油组分（胶质、沥青质等）的油泥残渣进行降解,将大分子物质转化为小分子有机物。然而,由于油泥固相颗粒多孔孔道吸附等原因,会有一部分的重质组分残留于孔道内,难以降解去除。此外,油泥经PFI氧化后,所得固体表面会覆盖一层二次产物氧化铁薄层,阻碍氧化剂分子进一步与石油分子的接触,从而降低氧化效果甚至终止氧化过程。采用表面酸性调控方法可以大幅度溶解氧化铁薄层,增加氧化剂与有机物的接触机会,从而强化残留重质油有机物降解率。     

氧化石墨烯改性水泥砂浆抗氯离子渗透性能

采用快速电通量法及长期氯盐浸泡试验,研究了氧化石墨烯(GO)改性水泥砂浆的抗氯离子渗透性能,分析了电通量与表观氯离子扩散系数之间的关系,并通过扫描电镜(SEM)分析了其微观结构。结果表明:掺入适量的GO能够提升水泥砂浆的抗氯离子渗透性能,当掺量为0.06%(质量分数)时最显著,与无GO的对照组相比,水泥砂浆的电通量和氯离子侵蚀深度分别降低了34.5%和27.2%;长期氯盐浸泡60 d、120 d后,0~5 mm处的自由氯离子浓度最高分别降低了28.4%和15.3%;电通量与表观氯离子扩散系数之间存在良好的线性关系;GO有效调节了水化产物形状,减少了内部孔隙,使其微观结构更加密实,从而提升了水泥砂浆抗氯离子渗透性能。     

MgO膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

为明确MgO膨胀剂(MEA)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能及抗压强度的影响,本文通过抗压强度和自收缩试验来评估不同活性、不同掺量MEA对UHPC的作用效果,并对其作用机理进行分析。结果表明,不同活性的MEA均能有效抑制UHPC的收缩,其中高活性的MEA水化速率相对较大,对UHPC早期的自收缩抑制效果明显。然而,MEA与水泥之间“争水效应”的存在,使得掺加高活性MEA的UHPC的抗压强度较同龄期掺加低活性MEA的UHPC的抗压强度低6%左右。MEA的掺量是影响其减缩效果的重要因素,当MEA掺量超过6%(质量分数)时,受UHPC基体自由水含量的限制导致其膨胀性能不能充分激发,难以进一步提升MEA的膨胀性能。综合考虑MEA对UHPC的收缩性能与力学性能的影响,本文建议选用活性值为220 s、掺量为6%的低活性MEA。     

碱土金属氧化物含量对模拟高放废液玻璃固化体析晶行为的影响

以硼硅酸盐玻璃作为基础玻璃基材,通过熔融法制备了含16%(质量分数)模拟高放废液的玻璃固化体,探究了碱土金属氧化物含量对玻璃固化体析晶行为的影响,以期在保证玻璃固化体性能要求的前提下,通过控制碱土金属氧化物的含量抑制玻璃固化体的析晶倾向。结果显示:碱土金属氧化物(CaO+MgO+BaO)含量在7%~19%(质量分数)时,玻璃固化体析晶上限温度和析晶率随碱土金属氧化物含量的降低而逐渐降低;玻璃网络聚合度的增加能够显著增强玻璃固化体的抗析晶性能,当碱土金属氧化物含量低于11%(质量分数)时玻璃固化体中硫酸盐的溶解度明显下降。基于包容0.7%(质量分数)SO₃的要求,碱土金属氧化物含量适宜组成应控制在11%(质量分数)以上。     

水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土抗裂行为的影响

为了研究氧化镁膨胀剂与水化热调控剂复掺对混凝土抗裂性能的影响,探讨水化热调控剂的作用机理,开展了单掺氧化镁及水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土水化热、绝热温升、限制膨胀率、体积变形、自收缩、弹性模量及微观结构的影响研究。结果表明:水化热调控剂可显著改变水泥水化放热历程,净浆抑温率可达31.2%,随入模温度升高,抑温效果增强;水化热调控剂可激发氧化镁的水化,促进膨胀能的释放,随养护温度提升,作用效果更显著;水化热调控剂可改变混凝土温升历程,特别是降低混凝土早期水化热释放速率;水化热调控剂与氧化镁复掺可降低混凝土自收缩,当水化热调控剂掺量为0.2%和0.4%(质量分数)时,混凝土收缩值分别减少了84 με和54 με;水化热调控剂会导致混凝土早龄期弹性模量降低,但对长龄期弹性模量影响不大;水化热调控剂对水泥水化历程、水化产物生成及微观结构密实程度的改变是提高混凝土抗裂性能的根本原因。     

固体氧化物电池氧离子电解质研究进展

固体氧化物电池(SOCs)作为一种绿色、高效的全固态能量转换装置,既能在燃料电池模式下将氢、碳、烃、醇等燃料的化学能转化为电能,又能在电解池模式下分解水制氢,在缓解全球能源危机、实现碳中和等方面具有重要意义。然而,SOCs常用的Y₂O₃稳定的ZrO₂(YSZ)电解质材料在1 000 ℃以上才具有较高的离子电导率,但过高的工作温度会提高运行成本,限制材料选择,并降低系统稳定性。因此,降低工作温度一直是SOCs发展的核心问题之一,开发高电导率电解质材料和降低电解质膜厚度是实现SOCs中低温化应用的主要路径。本文从材料开发和薄膜制造两方面对中低温SOCs各类氧离子电解质的研究进展进行梳理,针对ZrO₂、CeO₂、Bi₂O₃及LaGaO₃基固体电解质,系统阐述了异价离子掺杂对提升氧离子电导率和稳定相结构的作用机制,介绍了电解质薄膜的制备技术和导电性能,为发展高性能固体氧化物电池电解质材料提供参考依据。     

热处理对钛基体表面电泳沉积GO/HA生物活性涂层的影响

采用电泳沉积法在钛基体表面制备氧化石墨烯(GO)/羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, HA)复合涂层,通过XRD和SEM等测试手段对不同热处理条件下得到的GO/HA涂层进行表征。研究结果表明,热处理有助于促进涂层中HA结晶度的提高,600 ℃和800 ℃的热处理温度并没有导致HA发生热分解,但有可能破坏了涂层中GO的有序晶体结构。GO/HA涂层具有优异的生物活性,但随热处理温度的升高,涂层的润湿性和生物活性下降。热处理过程有利于涂层致密,加强涂层与基体的结合,800 ℃热处理后的涂层结合强度高达25.31 MPa。     

等离子体射流载气流量大小对玻璃纤维改性效果影响的研究

通过大气压等离子体射流在玻璃纤维（GF）表面沉积氧化硅（SiO_x）纳米颗粒的方法改善玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能,利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱等表征分析了改性纤维的表面形貌、化学成分、润湿性能和复合材料的界面结合性能,并考察了等离子体射流载气流量大小对GF改性效果的影响。结果表明,当载气流量为40 mL/min时,GF的改性效果最好,且此时GF的表面能相比对照组提高了43.18 %,GFRP复合材料的层间剪切强度提高了30.79 %;经过等离子体处理后,GF的表面粗糙度增大,极性官能团增多,复合材料的界面结合性能提升。     

氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧防腐涂料的制备与性能

以氯磺酸、苯胺和过硫酸铵为主要原料合成磺化聚苯胺（SPANI）,利用聚乙烯亚胺（PEI）还原GO,合成PG复合材料。利用GO上活性位点,将SPANI与PG结合,制备了SPG复合材料。利用SPG与水性环氧树脂共混制备水性环氧防腐涂料。通过FT-IR、XRD对SPG复合材料结构表征,结果表明,PEI上的氨基成功与GO结合,SPANI成功增加了PG的层间距;通过盐雾、电化学等实验对水性环氧涂层的防腐性能进行测定,并分析了涂层的物理性能。结果表明,当添加2wt%SPG时（添加量以环氧树脂和固化剂总质量为基准,下同）的水性环氧防腐涂层具有最优异的耐腐蚀性,腐蚀效率可达到99.19%,与纯EP相比,腐蚀电流密度从1080 nA?cm-2减小至307 nA?cm-2,腐蚀电压从-0.840mV升高至-0.347mV。     

Hybrid CuO-Co3O4 nanosphere/RGO sandwiched composites as anode materials for lithium-ion batteries

Hybrid CuO-Co₃O₄ nanosphere building blocks have been embedded between the layered nanosheets of reduced graphene oxides with a three dimensional (3D) hybrid architecture (CuO-Co₃O₄-RGO), which are successfully applied as enhanced anodes for lithium-ion batteries (LIBs). The CuO-Co₃O₄-RGO sandwiched nanostructures exhibit a reversible capacity of~847 mA·h·g^-1 after 200 cycles' cycling at 100 mA·g^-1 with a capacity retention of 79%. The CuO-Co₃O₄-RGO compounds show superior electrochemical properties than the comparative CuO-Co₃O₄, Co₃O₄ and CuO anodes, which may be ascribed to the following reasons:the hybridizing multicomponent can probably give the complementary advantages; the mutual benefit of uniformly distributing nanospheres across the layered RGO nanosheets can avoid the agglomeration of both the RGO nanosheets and the CuO-Co₃O₄ nanospheres; the 3D storage structure as well as the graphene wrapped composite could enhance the electrical conductivity and reduce volume expansion effect associated with the discharge-charge process.