钢渣基多孔地质聚合物的制备及吸附性能研究

以钢渣为主要原料,水玻璃为激发剂,H₂O₂为发泡剂,制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征,研究钙硅比、激发剂和H₂O₂掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂,初步考察该材料对Cu²⁺的吸附效果。试验表明:当钙硅比为1.0,水玻璃掺量为20.4%(质量分数),发泡剂掺量为4%(质量分数)时,该材料性能良好,总孔隙率86.4%,抗压强度0.5 MPa,体积密度0.408 g/cm³,体积吸水率56.31%,钢渣使用率65.85%,比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示:该材料对Cu²⁺吸附效果良好,去除率可达91.44%,平衡吸附量达到15.239 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型。     

地聚物多孔轻质高强材料的制备及孔结构特性

为了解决地聚物多孔材料质轻与高强难以取得一致性的问题,本文采用正交试验,对粉煤灰地聚物多孔材料表观密度和强度进行试验,在此基础上,利用超细矿渣粉的独特性,对双氧水发泡剂及辅助稳泡材料进行了优选,制备出抗压强度达到5.9 MPa、表观密度仅为557 kg/m3的地聚物多孔材料.结果表明:当粉煤灰/矿渣比例为1:1,双氧水掺量为2.0％,硬脂酸钙掺量为1.0％,MnO2掺量为0.3％,制备的矿渣-粉煤灰基地聚物多孔材料可以达到质轻高强的目的.采用XRD、SEM和低场核磁共振技术对多孔材料进行了微观测试,并对其抗压强度、表观密度与孔结构之间关系进行了分析.     

矿渣-粉煤灰地质聚合物制备及力学性能研究

以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物的7 d、14 d和28d的抗压强度.结果表明:当水胶比为0.3,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.63,矿渣与粉煤灰的质量比为2,标准养护条件下,矿渣-粉煤灰基地质聚合物的7 d、14 d和28 d龄期的抗压强度分别达到57.0 MPa、69.0 MPa和84.3 MPa.     

发泡剂对矿渣基地质聚合物气孔结构及吸水性的影响

将矿渣分别与粉煤灰、偏高岭土混合作为主要原料,以过氧化氢为发泡剂制备两种地质聚合物多孔材料.结合体式显微镜和Image-Pro Plus图像分析技术等测试手段,对多孔地质聚合物气孔结构进行表征,研究了不同过氧化氢用量对矿渣基地质聚合物多孔材料气孔结构、吸水性、释水性以及集水性的影响.分析不同过氧化氢用量制备的多孔地质聚合物气孔结构与吸水性、释水性的关系,进而得出材料兼具吸水性和释水性时的过氧化氢用量.研究结果显示,随着发泡剂用量的增加,地质聚合物泡孔尺寸随之增大,吸水性和集水性也有提升,释去单位质量的水所用时间明显减少.     

碱激发矿渣基地质聚合物微观结构与性能研究

以矿渣为原料制备矿渣基地质聚合物,重点研究了不同SiO2/Al2O3比对矿渣聚合物性能及微观结构的影响.选取4.5,4.8,5.1,5.4四个SiO2/Al2O3比制备矿渣基地质聚合物,通过XRF、XRD、SEM、TEM、FTIR等手段表征发现,SiO2/Al2O3比为5.1时,碱激发矿渣基地质聚合物具有较高强度,在3 d、7 d、28 d时强度高达97.86 MPa、97.54 MPa和114.91 MPa,其主要产物是水化硅铝酸钙(钠)(N,C-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)的混合物.     

煤气化粗渣-矿渣基地质聚合物的制备与性能

在煤气化粗渣基地质聚合物中复掺矿渣可改善其早期力学性能。本文以煤气化粗渣和矿渣为原料制备地质聚合物,系统研究了不同矿渣掺量对煤气化粗渣基地质聚合物早期力学性能及微观结构的影响。利用X射线衍射、压汞测试、扫描电镜、傅里叶红外光谱等方法对煤气化粗渣-矿渣基地质聚合物的微观结构进行分析表征。结果表明,当矿渣掺量增加时,地质聚合物抗压强度呈逐渐增大趋势。矿渣掺量为40%(质量分数)时,样品28 d抗压强度高达53.1 MPa。由微观分析可知,掺入矿渣后地质聚合物表面生成了大量水化硅铝酸钙/钠(C(N)-A-S-H)凝胶,使地质聚合物微观结构更为致密,力学性能得到改善。     

粘土基地质聚合物多孔材料的制备及性能研究

本文以粘土和工业水玻璃为主要原料,采用高温发泡法制备了一种具有一定强度的轻质地聚物多孔材料.实验表明:该材料的体积密度在0.32～1.0 g/cm3之间,抗压强度在0.46～2.68 MPa之间;对不同条件下泡沫材料进行显微结构分析,可知其抗压强度、体积密度等性能与气孔率、气孔尺寸大小、均匀程度等有很大关系.     

矿渣微粉-粉煤灰复合灰混凝土微观孔结构以及形貌分析

通过对矿渣微粉-粉煤灰复合灰混凝土孔结构和微观形貌的分析,探讨混凝土宏观性能与微观结构的关系.     

活化煤矸石地质聚合物的制备与性能研究

对原状煤矸石进行了定性和定量双重分析,优化了煤矸石活化的煅烧温度,探究了钠铝比(n(Na)/n(Al)=0.52、0.57、0.62)和激发剂模数(M=0.66、0.69、1.32、1.65)对活化煤矸石地质聚合物抗压强度和微观结构的影响。利用XRD、FT-IR和SEM对活化煤矸石地质聚合物的微观结构进行了分析表征。结果表明,高温活化煤矸石有助于激发煤矸石中的活性组分,在煅烧温度为600 ℃时,高岭岩相完全消失,“鼓包峰”面积相对较大,可用于制备活化煤矸石地质聚合物。n(Na)/n(Al)的提高促进了地质聚合反应的进行,抗压强度也随之提高,同时随着激发剂模数的增加,抗压强度也随之增加。当n(Na)/n(Al)为0.62,激发剂模数为1.65时,试样7 d的抗压强度可达到52 MPa。活化煤矸石地质聚合物的聚合产物主要为水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,水化产物致密,性能优良。     

纳米多孔配位聚合物的研究进展

纳米多孔材料可用作催化剂、气体储存材料和光电子器件,是目前新型多孔材料的研究热点之一.借助自组装技术,选择羧酸类、联吡啶类和吡啶羧酸类化合物作为桥联配体,可获得一维、二维和三维的多孔配位聚合物.简要综述了该类纳米多孔配位聚合物的设计原理、合成路线和应用前景,评价了其合成方法的优缺点.由于其特殊的结构和性质,纳米多孔配位聚合物将发展成为具有光、电、磁等性质的多功能材料.     

钢渣-粉煤灰基地质聚合物的制备及性能研究

本文以钢渣和粉煤灰为原料,通过碱激发方式制备了地质聚合物胶凝材料.测试了钢渣不同含量下,粉煤灰基地质聚合物的1d、3d、7d、28 d抗压强度,并采用XRD、FTIR、SEM对28 d样品进行表征.抗压强度测试中,当钢渣掺量为30％时强度最高,达到40.33 MPa.红外图谱分析表明反应生成了Si-O-T(Si,Al)三维网状结构的地质聚合物.样品晶相分析中发现了C-S-H相,表明在发生地质聚合反应的同时也发生了水化反应.通过SEM微观形貌图可以看到,钢渣掺量为30％的样品结构致密,孔隙率低,但当钢渣掺量过高时,由于钢渣活性较低,钢渣碱激发效果下降,仍有部分未反应的钢渣颗粒出现.     

碱—矿渣水泥浆体的孔结构和强度

本文研究了使用水玻璃作激发剂的碱矿渣水泥，通过化学分析，测定了水玻璃激发矿渣时化学组成的变化，分析了水玻璃化学组成对碱矿渣水泥浆体抗奢强度和孔结构的影响，结果表明，水玻璃中的氧化纳的二氧化硅对矿渣水化有不同的影响；只有当水玻璃中的氧化纳的二氧化硅在一定范围内才能获得高强度碱矿渣水泥浆体。     

TiO2改性煤气化粗渣基地质聚合物的微观结构与性能

煤气化渣可分为粗渣和细渣,其有在碱激发领域应用的潜力。本文对煤气化粗渣的理化性能进行了研究,使用煤气化粗渣制备了地质聚合物,并对其进行了TiO₂的改性研究。结果表明,在煤气化粗渣基地质聚合物中掺入一定量的TiO₂可明显改善其力学性能。当掺入质量分数为10.0%的TiO₂时,样品28 d的抗压强度可从23.4 MPa提高到42.9 MPa。此外,通过对样品进行物相分析与微观结构分析, TiO₂的掺入明显改善了地质聚合物的微观结构,促进了碱激发反应,提高了材料的力学性能。     

富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能表征

以工业固体废弃物富镁镍渣和粉煤灰为原料,以水玻璃和NaOH为碱激发剂,制备了一系列富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物。研究了不同粉煤灰掺量对地质聚合物力学性能的影响,并测定地质聚合物的线性收缩和碱溶出,通过XRD、IR、DTA等手段对产物进行表征。结果表明:富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的强度随粉煤灰的掺入先升高后降低,当掺量为30%(质量分数)时,地质聚合物的抗压强度可达最高值22.15 MPa,较镍渣基地质聚合物强度提高42.2%;XRD分析表明富镁镍渣中MgO以镁橄榄石相存在,而非游离态,故地质聚合物具有良好的体积安定性。     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.