SHS制备模拟放射性石墨固化体抗浸出性能研究

为获得放热反应3C+4Al+3TiO2=2Al2O3+3TiC+Q处理含90Sr2+、An3+、An4+放射性石墨的SHS处理效果,以Sr2+的稳定同位素作为90Sr2+的模拟替代物质,Nd3+和Ce4+作为An3+和An4+的模拟替代物质,利用自行设计的SHS反应装置在空气气氛中开展添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~3%的固化体制备工作;N2气氛中添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~2%的固化体制备,并将制备所得固化体置于40℃和70℃的合成海水中进行了浸出实验。借助粉末X射线衍射仪对所制备样品的衍射信息进行收集,利用等离子体质谱仪对固化体的浸出数据进行分析。在对固化体固溶度范围内的物相变化情况进行详细研究基础上,对固化体的抗浸出性能进行了研究,研究发现无论是在空气或N2条件下,固化体中Sr2+、Nd3+、Ce4+在合成海水中,随着浸泡时间的延长,浸出浓度逐渐上升,70℃下的浸出浓度高于40℃下的浸出浓度,且N2条件下所制备固化体浸出浓度低于空气条件下所制备固化体的浸出浓度。     

SHS法处理含90Sr放射性石墨研究

借助X射线衍射仪对所制备固化体的相关系、Sr2+的固溶度进行研究,并对样品的XRD衍射数据进行了结构精修.结果表明:当SrO含量为0％～2％(按质量计,下同)时,固化体以Al2O3、TiC、C、TiO2和AlN相存在;SrO含量为3％～8％时,固化体以Al2O3、TiC、C、TiO2、AlN和Al2 TiO5相存在,并在2(Φ)=7.7°、15.6°、19.8°和24.1°位置发现有未知物相衍射峰出现,其峰线强度随SrO量的增加而增强.燃烧产物中Al2 O3的晶胞参数a、b和c发生了10- 3nm量级变化,V发生了10 3nm3量级变化,α、β和γ发生了10 3～10 1°量级变化,总体表现出随SrO添加量增加,a、b、c和V递增的趋势.产物中TiC的晶胞参数a、b和c发生了10 3nm量级变化,V发生了10-4～10- 3nm3量级变化,α、β和γ未出现变化.     

模拟含An4+放射性石墨的SHS固化处理研究

为研究含An4+放射性石墨的SHS固化处理能力,以C、Al和TiO2为原料,CeO2为An4+模拟物质,利用自行设计的SHS反应装置模拟开展含An4+放射性石墨的固化研究。借助X射线衍射仪对所制备固化体的物相、相关系及固溶度等进行研究,并对样品的XRD数据进行了结构精修。结果表明:在空气气氛中,利用3C+4Al+3TiO2=2Al2O3+3TiC反应进行含An4+放射性废物的SHS固化处理,其固溶度为3%(以质量计,下同)。固溶度为0%～3%的固化体以Al2O3、TiC、C、TiO2和AlN相存在,燃烧产物中Al2O3的晶胞参数a、b和c发生了10-3nm量级变化,V发生了10-3nm3量级变化,α、β和γ发生了(10-3)°～(10-1)°量级变化;产物中TiC的晶胞参数a、b和c发生了10-3nm量级变化,V发生了10-3nm3量级变化,α、β和γ未出现变化。所制备的样品形貌不规则,主要以块状为主,晶粒度主要集中在5～20μm之间。     

石墨相氮化碳纳米片的制备及其性能研究

利用简单的化学剥离方法,制备得到石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片。采用XRD、SEM和FT-IR对该光催化剂进行表征和分析,结果表明该光催化剂为石墨相,呈纳米片状,并且剥离前、后的g-C_3N_4样品具有相同的分子结构。光催化降解实验结果表明,与未剥离的g-C_3N_4相比,剥离后的g-C_3N_4样品具有更高的光催化活性,2 h内对甲基橙溶液的降解率可达92.3%。     

石墨相氮化碳的制备及其光催化性能的研究

通过煅烧双氰胺制备了一种具有优异可见光活性的石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化剂。紫外-可见吸收光谱表明,该光催化剂的吸收边在460nm左右(Eg=2.7eV)。该光催化剂采用X射线衍射图谱、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜等进行表征分析。结果表明,该光催化剂为石墨相,呈片层状结构,颗粒粒径约为5~7nm。甲基橙溶液的降解实验结果表明,其在2.5h内降解率可达86.2%。另外,还对该光催化剂的催化机理进行了探究。结果表明,在催化降解过程中起主要作用的是h+和·O-2。     

地聚物固化体抗高温性能及数学模型研究

地聚物对焚烧飞灰中的重金属具有良好的固定作用.为了进一步探索固化飞灰后的地聚物固 化体的抗环境侵蚀性能, 开展了固化体高温—恒温时间—地聚物抗压强度的研究及经受高温后固 化体的重金属浸出试验, 探讨抗压强度与高温、恒温时间之间的关系以及地聚物固化垃圾焚烧飞灰 的稳定性.通过对固化体试块的高温试验以及对不同温度、不同恒温时间下固化体抗压强度试验, 分析这三者之间的关系, 建立数学模型, 并根据实验结果拟合温度—恒温时间—抗压强度的三维 曲面.     

模拟高盐、高碱中低放废液水泥固化体的浸出性能

针对高盐、高碱中低水平放射性废液的特性,研究了掺合料的种类、掺量对水泥固化体Sr^2＋,Cs^＋的浸出性能的影响。结果表明,矿渣和粉煤灰同时掺入,对降低Sr^2＋的浸出率较为明显;沸石、凹凸棒石的掺入,对降低Cs^＋的浸出率显著。当硅酸盐水泥：矿渣：粉煤灰：沸石：凹凸棒石=4：2：2：1：1时,42dCs^＋的累积浸出率仅为未含掺合料时的15．2％。浸出液的电导率表明,矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的掺入对废液中的可溶性盐固化有利。用掺有矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的硅酸盐水泥固化模拟高盐、高碱中低水平放射性废液时,固化体中Sr^2＋,Cs^＋的浸出率可以满足GB14569．1—2011的要求。     

磷和硼共掺杂石墨相氮化碳的制备及其光催化性能研究

以磷酸钠为磷源,以氧化硼为硼源,采用元素掺杂法对石墨相氮化碳进行非金属元素共掺杂,以此来提高其对有机污染物的降解效率。分析测试结果表明：2种元素的共同掺杂使石墨相氮化碳在可见光范围内的响应能力增强,从而提高了样品对可见光的利用效率。此外,共掺杂还能够减小样品的能带宽度,抑制光生电子和空穴的复合效应,进而提高样品的光催化活性。两元素共掺杂的样品对罗丹明B具有良好的降解稳定性和循环使用性,其光催化降解速率是纯石墨相氮化碳的59.2倍。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

球磨镁和石墨混合粉末的相结构及其氢化行为

研究了机械球磨对镁和石墨混合粉末相结构和吸氢性能的影响。结果发现：随着球磨时间的增加,石墨由晶态转变为非晶,而镁的颗粒尺寸则逐渐减小。在温度为573 K,H2压力为1MPa的条件下,样品的吸氢量随着球磨时间的增加而减少。这主要是由于在吸氢的过程中,部分非晶碳与镁形成了MgaC3,消耗了可与氢反应的镁,阻碍了镁与氢的反应,导致样品吸氢量下降。     

TiB_2-xFe体系SHS合成的热力学计算与实验

对ＳＨＳ法制备ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统复合材料进行了热力学计算，得到了绝热燃烧温度同金属稀释剂含量、绝热燃烧温度同反应预热温度等关系。依据热力学计算的结果对ＳＨＳ合成ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统的过程机理进行了预测，并运用实验结果加以验证。     

SHS法合成Ni_3Al有序度和有序畴尺寸的测定

用Ｘ射线衍射法测定自蔓延高温合成（简称ＳＨＳ）Ｎｉ３Ａｌ固溶体有序度和有序畴尺寸，结果指出：待反应混合物成形压力越大，有序度越高，有序畴尺寸越大。     

采用溶胶—凝胶工艺制备的SiO_2在晶体化过程中相变行为的研究

以正硅酸乙脂试剂、乙醇试剂及蒸馏水为原料,运用溶胶—凝胶工艺制备了无定形纯SiO_2,采用TG-DTA、XRD等方法研究了SiO_2在加热晶体化过程中的相变特性。     

钾明矾/膨胀石墨定形复合相变材料储热性能研究

选用十二水硫酸铝钾(钾明矾)为相变材料,采用化学改性后的膨胀石墨为支撑材料,利用"熔融共混-凝固定形"法制备了定型复合相变材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热分析仪(DSC)和热重分析仪(TGA)分别研究了样品的微观形貌、相变焓及其熔化过程。改性膨胀石墨质量分数为20%的样品能够均匀吸附大量相变材料。DSC分析结果表明,其熔点和熔融焓分别为84.39 ℃和473.52 kJ/kg。经过50次的充放热循环测试,改性膨胀石墨质量分数为20%的样品的熔融焓仅下降7.48%。改性膨胀石墨与钾明矾具有良好的相容性。充放热测试表明,该复合相变材料具有良好的循环稳定性,是一种性能优良的相变热储存材料,在建筑物节能领域和太阳能热利用中具有广阔的应用前景。     

石墨密封材料润滑膜形成规律及摩擦磨损研究

为了研究石墨密封材料润滑膜形成规律及其摩擦磨损特性,使用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机分别对浸渍金属锑、浸渍树脂和人造石墨多组试样进行摩擦磨损试验.研究表明:浸锑石墨密封材料呈现快速成膜、迅速稳定的有膜润滑状态,其摩擦系数在0.08左右;浸树脂石墨密封材料因材料硬度不同而呈现有膜润滑、贫膜润滑和残膜润滑状态,摩擦系数为0.07～0.1;人造石墨表现为无膜润滑,摩擦系数在0.25左右.有膜摩擦耐磨损性能最好,贫膜摩擦耐磨损性能不稳定,无膜摩擦磨损严重.     

石墨填充复合相变储能材料导热性能和稳定性能研究

以三水醋酸钠作为储能单元、环氧树脂为载体制得复合相变储能材料,它在熔点温度时表现出很强的稳定性和储能效果.通过向复合相变储能材料中添加导热率高的且具有多孔吸附性的膨胀石墨,可进一步提高导热性能和密封性能.结果表明,当三水醋酸钠质量分数为60％,膨胀石墨为5％时,相变储能材料相变焓为148.5 J/g,导热率为0.891 W/(m℃),且稳定性良好.     

前驱体及溶剂对Sol-Gel法制备TiO2相变的影响

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,考察了溶胶-凝胶制备过程中不同前驱体及溶剂对TiO2从锐钛矿到金红石相变的影响。结果表明,采用钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）为前驱体制备的TiO2相变温度明显低于以异丙醇钛（TTIP）为前驱体制备的TiO2。不同溶剂制备的TiO2,相变的温度不同,从锐钛矿转化为金红石晶相的温度为t（乙二醇）〈t（甲醇）〈t（乙醇）〈t（丁醇）.