基于灰色关联与二分法的无机矿物聚合物强度特性研究

采用灰色关联分析法与二分法结合,研究了氧化物组成对无机矿物聚合物强度主导因素的影响。研究发现根据强度主导因素的不同可以将无机矿物聚合物分成两个区域,Ⅰ区CaO含量小于25%(ωCaO25%),该区强度受活性n(SiO_2)/n(Al_2O_3)主导。Ⅱ区CaO含量大于25%(ωCaO25%),该区强度受CaO含量的影响更大。分别在两区域内进行强度拟合,Ⅰ区符合二元多项式函数,Ⅱ区符合二元傅里叶函数。在各区域内进行强度拟合,拟合曲面投影图说明水玻璃模数在0.8~1.6时,Ⅰ区使用低模数水玻璃激发较好;当n(CaO)/n(SiO_2+Al_2O_3)0.3时,无机矿物聚合物强度随着n(SiO_2)/n(Al_2O_3)的增大而增大;当n(CaO)/n(SiO_2+Al_2O_3)0.3时,开始显现出n(CaO)/n(SiO_2+Al_2O_3)对强度的影响,随着n(SiO_2)/n(Al_2O_3)的增大,强度呈现先增大后减小的趋势;Ⅱ区则是高模数水玻璃激发更好,水玻璃模数小时最高强度区域出现在n(CaO)/n(SiO_2+Al_2O_3)值大的区域,当激发剂模数增大时,最高强度区域n(CaO)/n(SiO_2+Al_2O_3)的值减小。     

Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料的制备及表征研究

先以纳米Al_2O_3为核,Na_2SiO_3和柠檬酸为原料,采用非均匀成核法制备出Al_2O_3/SiO_2包覆型复合纳米粉体;再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介孔模板剂,通过自组装法制得Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料;并借助X射线衍射、红外光谱、透射电镜、能谱和N_2吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明:SiO_2和介孔SiO_2依次包覆在Al_2O_3表面形成了Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料,其具有MCM-48型介孔孔道结构,平均孔径为2.3nm,比表面积为454m~2/g,孔体积为0.43cm~3/g。     

煅烧工艺对SnO_2/Al_2O_3纳米纤维结构的影响

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/氯化铝(AlCl_3)/结晶四氯化锡(SnCl4_·5H_2O)为原料,采用静电纺丝技术成功制备了有机无机复合纳米纤维膜,经过煅烧得到直径为150～800nm的SnO_2/Al_2O_3纳米纤维。XRD分析结果表明:随着煅烧温度的升高,SnO_2、Al_2O_3的晶粒尺寸增加;随着升温速率降低,其结晶越完整,晶粒排列更紧密;保温时间对结晶的影响不大。实验证实杂化纤维膜经900℃煅烧后,氯化锡完全转变成了四方红金石型结构的SnO_2,而氯化铝转变成比表面积最大、活性最高的γ-Al_2O_3。     

Al2O3-SiO2气凝胶的常压制备和性能研究

以六水氯化铝(AlCl_3·6H_2O)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法,经老化、常压干燥后,制备出块状乳白色的Al_2O_3-SiO_2气凝胶。气凝胶经过不同温度煅烧处理后,分别进行SEM、TEM、XRD、BET、TG、红外分析等性能分析。结果表明Al_2O_3-SiO_2气凝胶具有良好的热稳定性,SiO_2在气凝胶中以不定形存在,Al_2O_3以针状或长条状的勃姆石(γ-AlOOH)存在,经600～1 000℃煅烧后,转变为γ-Al_2O_3,当煅烧温度达到1 200℃时,Al_2O_3与SiO_2生成了莫来石相,抑制了γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变。室温下,气凝胶比表面积为692.7 m~2/g,孔洞分布均匀,孔隙率高。随着煅烧温度升高,比表面积、孔容在逐渐减小,孔径稍微增大,当煅烧温度达到1 200℃时,气凝胶比表面积仍有67.3 m~2/g。     

纳米改性WBP-CFA地聚合物的耐久性和孔结构

使用废弃粘土砖粉(WBP)和高钙粉煤灰(CFA)制备复合地聚合物,用纳米颗粒对其进行改性,研究了纳米改性WBP-CFA地聚合物的抗冻性和抗渗性及其与孔结构之间的内在关联。结果表明,单掺纳米SiO_2的改性效果优于纳米Al_2O_3,复掺2%(质量分数,下同)纳米SiO_2和1%纳米Al_2O_3的地聚合物试样的抗渗性和抗冻性优良。冻融使地聚合物的体积密度降低,显气孔率和真气孔率提高;平均孔径和最可几孔径均增大,孔隙率提高;小于50 nm的无害孔和少害孔减少,大于50 nm的有害孔和多害孔均增加。     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

Fe~(3+)/Ti~(4+)赋存状态对钛酸铝/莫来石复合材料结构的影响

借助XRD、SEM和能谱分析仪等手段,研究了1 600℃煅烧中低品位矾土制备的钛酸铝/莫来石(Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss)复合材料经1 200℃保温12h后结构的稳定性。结果表明:高温煅烧中低品位矾土后,其合成材料的结晶物相组成为3Al_2O_3·2SiO_2ss、Al_2TiO_5ss和少量残存的方石英;Fe~(3+)或Ti~(4+)离子以不同形态赋存于结晶相(3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss)和非晶相。含Fe~(3+)/Ti~(4+)离子的3Al_2O_3·2SiO_2ss将Al_2TiO_5ss结晶相分割,使其蜷缩其间,并抑制Al_2TiO_5ss的分解;高温下,二者因组成元素相近而致使晶界融合,进而共同构建了体系牢固的致密骨架结构。由3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss等高温物相构成的致密结构将非晶相挤压于空隙结构的3Al_2O_3·2SiO_2ss晶间,避免了低熔点相富集带来的不利影响,进而赋予该Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss复合材料良好的结构稳定性。     

介孔Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体的制备及表征

以硝酸铈、硝酸锆为无机源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂.采用水热法制备了介孔Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体,考察了n(CTAB)/(n(Ce)+n(Zr))及铈锆物质的量比对其结构的影响.通过X射线衍射(XRD)、N_2吸附脱附、高分辨透射电镜(HRTEM)、FT-IR分析手段对其结构进行了表征.结果表明,n(CTAB)/(n(Ce)+n(Zr))对样品结构有很大影响,在优化条件下.合成的Ce_xZr_(1-x)O2固溶体具有与CeO_2相似的立方萤石结构;采用两步焙烧法去除模板剂后,HRTEM显示样品是由纳米粒子堆积而成,并具有孔道结构;介孔Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2的比表面积为175m~2/g,平均孔径和孔体积分别是5.9nm和0.257cm3/g;Ce~(0.75)Zr_(0.25)O_2的比表面积为110m~2/g,平均孔径和孔体积分别为9.4nm和0.261cm~3/g.     

SiO_2/纤维素复合气凝胶的制备及性能研究

采用纤维素为原料,氢氧化锂(LiOH)/尿素/水(H_2O)体系为溶剂,硅酸钠(Na_2SiO_3)为硅源,在纤维素凝胶骨架中原位合成纳米二氧化硅(SiO_2),制得SiO_2/纤维素复合气凝胶,并考察了SiO_2对其结构和性能的影响。结果表明,SiO_2/纤维素复合气凝胶不仅保持了纯纤维素气凝胶的骨架结构,同时SiO_2显著增加了气凝胶的比表面积,改善了力学性能,在SiO_2用量为47.27%(wt,质量分数)条件下,SiO_2/纤维素复合气凝胶的比表面积高达528m~2/g,压缩模量为6.18MPa。     

双盐复合激发炉底渣基地质聚合物的制备

将炉底渣作为唯一原料,探索采用双盐Na_2SiO_3/Na_2SO_4复合激发剂制备力学性能优良的炉底渣基地质聚合物;在双盐复合激发剂中,当Na_2SiO_3掺量为7.74%(质量分数),Na_2SO_4掺量为0.5%(质量分数)时,制备的炉底渣基地质聚合物试件在室温养护28d龄期的抗压强度高达46.94 MPa,较单一Na_2SiO_3激发制得试件的抗压强度增加了15.8%。XRD、SEM以及IR结果表明,双盐复合激发加速了炉底渣中莫来石、石灰的水化反应,生成了纤维状的钙矾石(AFt)以及大量无定形的地质聚合物凝胶,导致Si—O的非对称伸缩振动吸收以及Si—O的弯曲振动吸收均发生了位移。     

中孔SAPO-34分子筛的合成与表征

以KH550和硅溶胶为硅源,用水热法合成了中孔SAPO-34分子筛,并采用XRD,氮吸附,SEM等分析方法对样品进行了分析和表征。结果表明:不同硅源配比和晶化时间对合成产物的结构和比表面有很大影响,所合成样品的总比表面积达到672m2/g,中孔SAPO-34的外比表面积可调变,在硅源配比n(KH550)∶n(Ludox)=0.6∶0.4,晶化时间为10天,总投料比为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(Si)∶n(TEAOH)∶n(H2O)=1∶0.9∶0.5∶2∶60时,合成的中孔SAPO-34的外比表面积可达76m2/g。     

无机土壤固化剂对生土材料的改性及其机理

研究了无机土壤固化剂对生土材料强度、耐水性和抗冻性能的影响,和无机土壤固化剂提高生土材料强度、耐水性和抗冻性的机理。结果表明,无机土壤固化剂掺量为20%~25%时60 d抗压强度、软化系数和抗冻性指标(BDR)分别达到8.78 MPa、0.85和38.38%,具有较高的强度、耐水性和抗冻性。无机土壤固化剂与生土中的SiO_2和Al_2O_3反应生成Ca·1.7MgO·3SiO_4、2CaO·Al_2O_3·SiO_2和Na_2CaSiO_4等新产物,再加上无机土壤固化剂中α-C_2S和γ-C_2S水化生成C-S-H凝胶,是使生土材料产生强度、耐水性和抗冻性的主要原因。     

不同摩尔比Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜的性能探究

以不同摩尔比(r)的氧化铝(Al_2O_3)溶胶和氧化锆(ZrO_2)溶胶,通过溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜,用乌氏黏度计、热重分析仪(TG-DTG)、红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积和孔结构分析仪及激光粒度仪对复合膜的黏度、热稳定性、晶相组成、表面形貌、比表面积和孔结构及粒度大小进行表征分析.结果表明,复合溶胶的摩尔比是影响Al_2O_3-ZrO_2复合溶胶黏度和薄膜开裂的重要因素.随着r值的增大,复合膜的黏度减小,开裂度逐渐减缓;r=1的复合溶胶澄清透明,且在干燥后几乎无开裂,黏度为2.64mPa·s;800℃热处理后,r=1的Al_2O_3-ZrO_2复合膜热稳定性良好,结构致密,孔径分布窄,晶粒尺寸为31.30nm,其比表面积、平均孔径分别为84.98m~2/g、9.75nm.     

地聚合物混凝土抗冻性影响因素

通过调整地聚合物的氧化物SiO2/Al2 O3、Na2 O/Al2 O3和H2 O/Na2 O的物质的量比,利用碱激发偏高岭土制备不同强度等级的地聚合物混凝土.同时,用相同强度等级的普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土作对比,评价地聚合物混凝土的抗冻性.结果表明:随着n(Na2O)/n(Al2O3)和n(H2 O)/n(Na2 O)增大,地聚合物混凝土的抗冻性降低;当n(SiO2)/n(Al2 O3)=3.3时,地聚合物混凝土的抗冻性最佳,冻融循环次数可达200.当地聚合物混凝土达到冻融极限时,相对动弹性模量损失较小,说明其冻融破坏的主要形式是表面脱落,而其内部结构破坏速率较OPC混凝土更慢.当抗压强度为30～50 MPa时,地聚合物混凝土抗冻性略优于OPC混凝土的抗冻性;但抗压强度在50～70 MPa时,OPC混凝土抗冻性远优于地聚合物混凝土抗冻性.此外,地聚合物混凝土具有较高水饱和系数,值均在0.85～0.95,说明地聚合物混凝土孔结构以开口孔为主.     

溶胶-凝胶一釜法Al_2O_3-C杂化气凝胶的合成和表征（英文）

用Al(NO_3)_3·9H_2O作为Al_2O_3源,间苯二酚-糠醛为碳源,环氧丙烷为凝胶促进剂,通过溶胶-凝胶方法一釜合成了湿凝胶,并经超临界正己烷干燥和碳化制备了Al_2O_3-C杂化气凝胶。研究了Al_2O_3含量、间苯二酚-糠醛浓度和环氧丙烷/铝摩尔比对所合成的杂化气凝胶孔隙性质的影响。结果表明,此杂化气凝胶均为中孔结构,其平均孔径小于20 nm,Al_2O_3属于γ-型结构但X射线衍射峰很宽。杂化气凝胶在Al_2O_3含量小于5.31 wt%和间苯二酚-糠醛浓度为10 g/mL时可形成整体块状。在其他条件相同的情况下,中孔孔容、BET比表面、外表面积和中孔孔径随环氧丙烷/铝摩尔比增加而增大。制备过程中凝胶的体积收缩率和炭化收率随Al_2O_3含量增加而增大,但密度随Al_2O_3含量增加在4.93 wt%处达到最大。中孔孔容和孔径以及外表面积在环氧丙烷/铝摩尔比为5和6时随间苯二酚-糠醛浓度增加而减小,而在环氧丙烷/铝摩尔比为4时随间苯二酚-糠醛浓度增加而增大。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合膜及其性能表征

以异丙醇铝、五水硝酸锆为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜。通过热重分析、红外光谱分析(IR)、X射线衍射分析(XRD)、氮气吸附-脱附法、激光粒度分布仪、扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的热稳定性、晶相组成、比表面积和孔结构、粒度大小、表面形貌等进行表征。结果表明,当n(Al_2O_3)∶n(ZrO_2)=1∶1时制得的复合溶胶澄清透明,粘度适中为2.6413mPa·s,且在干燥后几乎无开裂;以0.5℃/min的速率升温至1 000℃保温2h,并在69,165和365℃附近以0.25℃/min的速率缓慢升温并适当保温后,制得的Al_2O_3-ZrO_2复合膜表面平整光滑,热性能稳定,颗粒分布均匀,大小均一,结构致密,孔径分布窄,BJH中值为12.403257nm。     

微硅粉固相合成ZSM-5分子筛

以不经任何处理的微硅粉作为硅铝源,固相合成ZSM-5分子筛,考察晶化温度、晶化时间、微硅粉用量、模板剂用量、氯化铵用量等因素对合成分子筛的影响。采用XRD、XRF、IR、SEM、等手段进行分析表征。结果表明最适宜的合成条件:晶化温度为160℃,晶化时间为24 h,按n(TPABr)∶n(NH_4~+)∶n(SiO_2)∶n(H_2O)=0.10∶0.90∶1.00∶4.60,称取适量模板剂、氯化铵、微硅粉和微硅粉。该法合成的ZSM-5分子筛结晶度高、晶形完备、具有丰富的孔结构、较大的比表面积和优良的热稳定性,可以作为工业催化剂和吸附剂使用。     

MPEG-PLLGA多孔支架制备影响因素研究

采用热致相分离法制备了MPEG-PLLGA(单甲氧基聚乙二醇-聚左旋丙交酯乙交酯)多孔支架。讨论了丙交酯/乙交酯(LA/GA)配比、聚合物质量浓度、预冻温度等因素对支架的孔径、孔隙率和力学性能的影响。结果表明,当聚合物质量浓度为0.03g/mL时,不同n(LA)/n(GA)比的MPEG-PLLGA支架的孔形貌相差较大,而当聚合物质量浓度为0.04g/mL和0.05g/mL时,3种n(LA)/n(GA)比的MPEG-PLLGA支架的孔形貌和孔径没有明显差异,且在相同聚合物质量浓度下,随着n(LA)/n(GA)比升高,所得支架的压缩强度增大;随聚合物溶液质量浓度的提高,3种n(LA)/n(GA)比支架的孔隙率、孔径均呈变小趋势,压缩强度逐渐增大;随预冻温度的降低,所得支架的孔径、孔隙率逐渐变小,压缩强度逐渐增大。     

单分散γ-Al_2O_3纳米颗粒制备工艺参数的调控

采用均相沉淀法,在950℃煅烧碱式硫酸铝(Al(SO_4)_x(OH)_y)纳米颗粒2h,制备出单分散的γ-Al_2O_3纳米颗粒。研究了阴离子、浓度和沉淀剂/铝盐摩尔比对Al(SO_4)_x(OH)_y颗粒的形貌、尺寸和分散性的影响。结果表明,Al(SO_4)_x(OH)_y颗粒的最佳制备条件为:二甲胺硼烷(DMAB)作沉淀剂、Al_2(SO_4)_3.18H_2O作铝源、[Al~(3+)]=0.0005mol/L、n(DMAB)/n(Al_2(SO_4)_3·18H_2O)=40。制备出的Al(SO_4)_x(OH)_y具有球形、平均颗粒尺寸为98nm、粒径分布为75~130nm、单分散性的特点;获得了球形、平均颗粒尺寸为90nm、粒径分布范围为50~105nm、单分散的γ-Al_2O_3颗粒。     

H_6P_2W_(18)O_(62)/KH570-SiO_2催化剂的制备、表征及催化合成乙酸正丁酯

以硅烷偶联剂KH570改性SiO_2为载体,利用浸渍法制备负载型Dawson结构磷钨酸催化剂H_6P_2W_(18)O_(62)/KH570-SiO_2,并对其进行FT-IR、SEM、EDS及BET等表征。以H_6P_2W_(18)O_(62)/KH570-SiO_2为催化剂催化合成乙酸正丁酯,探究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应温度及时间对酯化率的影响。FT-IR及EDS表征结果表明,负载后磷钨酸仍然保持着Dawson结构。SEM表征结果表明,H_6P_2W_(18)O_(62)均匀分散在KH570-SiO_2上。BET测试结果表明,负载型H_6P_2W_(18)O_(62 )/KH570-SiO_2催化剂比表面积(122.40 m~2/g)远大于H_6P_2W_(18)O_(62)分比表面积(1.75 m~2/g)。H_6P_2W_(18)O_(62 )/KH570-SiO_2是催化合成乙酸正丁酯的有效催化剂,当催化剂用量为1.9%(占反应原料总质量的百分数)、反应温度为120℃、醇酸比为2∶1、反应时间为2 h时,酯化率最高达96.4%。当催化剂重复利用5次后,酯化率仍能达到88.2%。