煤矸石粗骨料-地聚物混凝土的力学与耐久性能研究

将原状和煅烧的煤矸石粗骨料分别按不同掺量替代碎石,制备煤矸石粗骨料?地聚物混凝土,分析了煤矸石掺入量、煅烧与否对混凝土28 d抗压强度、抗氯离子渗透性能、抗冻性能的影响,并探究混凝土性能指标之间的相关性、煤矸石粗骨料的合适掺量及其煅烧的必要性.此外,借助扫描电镜探讨其内部机理.结果显示:随着煤矸石粗骨料掺入量增加,煤矸石粗骨料地聚物混凝土的抗压性能、抗渗性能、抗冻性能均会在不同程度上减弱,其中以抗冻性能的影响最为显著;与原状煤矸石粗骨料地聚物混凝土相比,相同煤矸石掺量下的煅烧煤矸石粗骨料地聚物混凝土在抗压强度上展现出很大的优势,抗氯离子渗透性能不如原状煤矸石地聚物混凝土,抗冻性能与原状粗骨料地聚物混凝土差别不大;煤矸石粗骨料合适掺量的阈值为50％.     

微波晶化法合成柱撑纳米层状双氢氧化物及其对PP阻燃性能的研究

采用低饱和态共沉淀,辅助微波手段快速合成了纳米ZnAl-C6H5SO3 LDHs,其粒径为20～100nm,分散性较好、颗粒团聚少.将其应用于聚丙烯(PP)中,详细研究其对PP阻燃性能及抑烟性能的影响.经氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)和锥形量热仪(CONE)等研究表明,改性后的LDHs在PP材料中分散良好,在将PP氧指数有效提高到28的同时降低了材料的热释放速率,有效延缓和抑制了材料的烟释放速率.     

粉煤灰地聚物混凝土性能与环境影响的综合评价

目前对粉煤灰地聚物混凝土环境影响评价大多数只考虑环境效益单方面的因素,而力学性能和耐久性能是材料在工程应用中的重要评价指标,材料选取需要同时考虑其力学性能、耐久性能与环境影响。因此,本工作采用生命周期评价(LCA)方法,选取抗压强度、抗硫酸盐侵蚀性能和环境影响为评价指标,设计九组配合比的粉煤灰地聚物混凝土进行环境影响和抗硫酸盐侵蚀的量化分析,利用灰色聚类评价方法建立综合评价模型。结果表明：(1)粉煤灰地聚物混凝土的环境影响主要来自原材料生产阶段,占比高达73%以上;(2)粉煤灰地聚物混凝土的环境效益随碱激发剂用量、粉煤灰用量和硅酸钠与氢氧化钠比值的增大而降低,碱激发剂用量对环境效益影响最大;抗压耐蚀系数越大其抗硫酸盐侵蚀性能越好;(3)在本试验中,配合比1的环境效益最优,配合比5抗硫酸盐侵蚀性能最优,配合比3综合性能最优。     

氧化石墨烯改性地聚物再生混凝土的抗硫酸溶蚀性能研究

以地聚物再生混凝土为基体,将混凝土浸泡于pH=1.0的硫酸溶液中48 d,以其表观损伤、抗压强度、质量损失、中和深度作为耐硫酸性能指标,研究不同掺量的氧化石墨烯(0.01%,0.03%,0.05%,均为质量分数,下同)对混凝土抗硫酸溶蚀性能的影响。此外,通过SEM、XRD、FTIR对氧化石墨烯的改性效果进行微观分析。结果表明：掺入少量的氧化石墨烯可显著提高混凝土的抗硫酸性能,但随着掺量的增加改性效果逐渐减弱。改性后混凝土的抗压强度分别提高56.0%、17.0%、6.0%,且经硫酸溶蚀48 d后仍优于未改性混凝土。48 d后掺量为0.05%的混凝土出现最大的质量损失和中和深度,以及SEM图中较差的界面过渡区和较多松散的腐蚀产物代表其改性效果最差。综合宏观表现、XRD和FTIR分析,确定氧化石墨烯掺量为0.01%时地聚物再生混凝土具有最佳的抗硫酸溶蚀性能。     

功能化层状双金属氢氧化物材料的应用进展

层状双金属氢氧化物(LDHs)因其优异的性能特别是低成本和结构与组成的可调控性在诸多领域备受关注。LDHs表面的正电荷性质、多羟基以及层间可以进行插层反应等使其较容易与不同的有机分子或有机无机纳米材料进行复合形成功能化层状纳米材料,这更进一步扩展了其应用范围。本文综述了近几年功能化LDHs在传感、催化、超级电容、废水处理及光致发光等方面的应用进展,并总结分析了在这些领域中应用的特点和作用。     

A High-Nickel Layered Double Hydroxides Cathode Boosting the Rate Capability for Chloride Ion Batteries with Ultralong Cycling Life

Chloride-ion batteries (CIBs) have drawn growing attention in large-scale energy storage applications owing to their comprehensive merits of high theoretical energy density, dendrite-free characteristic, and abundance of chloride-containing materials. Nonetheless, cathodes for CIBs are plagued by distinct volume effect and sluggish Cl⁻ diffusion kinetics, leading to inferior rate capability and short cycling life. Herein, an unconventional Ni₅Ti-Cl LDH is reported with a high nickel ratio as a cathode material for CIB. The reversible capacity of Ni₅Ti-Cl LDH retains 127.9 mAh g⁻¹ over 1000 cycles at a large current density of 1000 mA g⁻¹, which exceeds that of ever reported CIBs, with extraordinary low volume change of 1.006% during a whole charge/discharge process. Such superior Cl-storage performance is attributed to synergetic contributions consisting of high redox activity from Ni²⁺/Ni³⁺ and pinning Ti that restrains local structural distortion of LDH host layers and enhances adsorption intensity of chloride atoms during the reversible Cl⁻ intercalation/de-intercalation in LDH gallery, which are revealed by a comprehensive study including X-ray photoelectron spectroscopy, kinetic investigations, and DFT calculations. This work provides an effective strategy to design low-cost LDHs materials for high-performance CIBs, which are also applicable to other types of halide-ion batteries (e.g., fluoride-ion and bromide-ion batteries).     

焙烧Mg-Al水滑石水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能

本工作研究了焙烧Mg-Al水滑石(LDO)水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能。将焙烧Mg-Al水滑石材料添加到水泥浆中制备了复合水泥浆涂层,并涂覆在钢筋表面。由等温吸附实验、线性极化测试(LP)、电化学阻抗谱测试(EIS)研究了在混凝土模拟孔溶液中复合水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能;此外,采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)检测了吸附实验前后水泥浆的物相变化,探讨了焙烧Mg-Al水滑石水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀机理。结果表明,LDO的掺入能显著提高水泥浆体对氯离子的饱和吸附量,且随着LDO掺量的增加,复合水泥浆涂层的综合阻锈效果增强。复合LDO涂层缓释机理归因于层状结构的复原使其能有效地吸附氯离子并释放氢氧根离子,从而能有效阻止氯离子的侵蚀。     

镁铝层状双金属氢氧化物的制备及表征

分别以氨水和氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀法合成Mg-Al层状双金属氢氧化物,对产物的晶相、形貌和结构进行表征,采用正交实验法研究金属离子比例、反应温度、pH值等因素对产物层间距及层板生长机制的影响。结果表明,以氨水作为沉淀剂,Mg与Al物质的量比为2∶1,pH值为9.5,反应温度为40℃时,得到结晶度高,物相纯净且层间距d(003)达0.882 1 nm的层状双金属氢氧化物。     

A General Method to Ultrathin Bimetal‐MOF Nanosheets Arrays via In Situ Transformation of Layered Double Hydroxides Arrays

Structure engineering of ultrathin metal–organic framework (MOF) nanosheets to self‐supporting and well‐aligned MOF superstructures is highly desired for diverse applications, especially important for electrocatalysis. In this work, a facile layered double hydroxides in situ transformation strategy is developed to synthesize ultrathin bimetal‐MOF nanosheets (BMNSs) arrays on conductive substrates. This approach is versatile, and applicable to obtain various BMNSs or even trimetal‐MOF nanosheets arrays on different substrates. As a proof of concept application, the obtained ultrathin NiCo‐BDC BMNSs array exhibits an excellent catalytic activity toward the oxygen evolution reaction with an overpotential of only 230 mV to reach a current density of 10 mA cm^?2 in 1 m KOH. The present work demonstrates a strategy to prepare ultrathin bimetal‐MOF nanosheets arrays, which might open an avenue for various promising applications of MOF materials.     

水滑石作为药物载体--萘普生的插层和缓释

水滑石(LDHs)是由带正电荷类水镁石层和层间的可交换阴离子组成的阴离子型粘土化合物,由于它的生物适应性,能够以它为主体,以药物为客体,插层组装成超分子结构复合物.抗炎药萘普生采用共沉淀法一步插层进入LDHs,用X射线衍射、红外光谱及热分析方法表征了超分子结构,表明层间距离扩大了,即萘普生已经插层组装成功,并且以单层、垂直作用在层间.萘普生柱撑水滑石的药物释放度在模拟肠液(pH7.4的缓冲液)条件下测定,结果表明萘普生柱撑水滑石释放速度降低,具有缓释作用,说明药物--无机混合物材料能够用作有效的药物传输系统.     

L-天冬酸插层水滑石的组装及其结构表征

以镁铝水滑石(Mg-AlLDHs)为插层主体、L-天冬酸离子为插层客体,分别用返混沉淀法和共沉淀法制备了L-天冬酸根插层镁铝水滑石手性层柱材料,并用FT-IR、XRD和DTA对其结构进行了表征.实验结果表明,用这两种方法制备的L-天冬酸插层镁铝水滑石都具有良好的结晶度和规整的层状结构,L-天冬酸根垂直插层后的特征衍射峰(003)的层间距在1.22～1.27 nm之间,并得出了超分子结构模型.     

含Sn水滑石可见光催化降解对氯苯酚的研究

利用水滑石的优良结构特性, 将具有光催化活性的Sn引入水滑石中得到光催化性能较高的含Sn水滑石材料, 通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见漫反射图谱 (UV-Vis DRS)和比表面积测量(BET)技术对样品的晶相、分子结构、光学性能和比表面积进行分析表征。以可见光催化降解对氯苯酚(4-CP)为模型, 研究所合成样品的光催化活性。结果表明: 在可见光照射下, 水滑石骨架结构中含Sn的锌锡水滑石表现出更高的光催化活性, 对4-CP的降解率达到92.4%(去除量34.6 mg/g)。并利用气相色谱(GC)和密度泛函理论(DFT)对4-CP的降解中间产物和反应路径进行了推测, 发现光催化过程中的主要中间产物为对苯二酚和4-氯邻苯二酚。     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的力学性能及热稳定性

采用湿法固相剪切碾磨法(S<'3>M)制备了部分剥离型聚丙烯(PP)/层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米复合材料,研究了PP/LDHs纳米复合材料的力学性能和热稳定性.结果表明,相对于聚丙烯,固相剪切碾磨制备的PP/LDHs纳米复合材料可在拉伸强度保持不变的情况下,明显提高其断裂伸长率和冲击强度.如当LDHs质量分数为...