铜渣基铁系磷酸盐化学键合材料的制备及其固化Pb2+的研究

利用富含铁氧化物的铜渣和磷酸二氢钾反应制备铁系磷酸盐化学键合材料,并将其作为基体材料固化重金属离子Pb~(2+)。研究了原料配比、缓凝剂及硝酸铅掺量对胶凝材料初凝时间和抗压强度的影响。结果表明,当m(P)/m(CS)为1/4及硼砂掺量为2%时,材料性能最好,自然养护28d和常压蒸汽养护24h抗压强度分别可达44.78 MPa和30.48 MPa。随着重金属铅掺量的增加,固化体抗压强度逐渐降低,铝掺量为4.5%时,自然养护28d和蒸汽养护24h固化块抗压强度均大于10 MPa。对固化体的重金属毒性浸出试验表明:铁系磷酸盐化学键合材料对重金属离子Pb~(2+)具有很好的固化效果,固化体毒性浸出质量浓度远低于国家浸出毒性鉴别标准限值(5mg/L)。通过XRD、SEM和FTIR对重金属固化体进行表征分析,发现固化体中形成了PbHPO_4和Pb_3(PO_4)_2等重金属磷酸盐产物,并被铁系磷酸盐胶凝相物质紧密包裹,从而通过化学键合和物理包裹等双重作用实现重金属Pb的稳定固化。     

化学键合型锌粉的制备及其防腐蚀性能

为了提高锌粉的使用性能,分别以磷酸、三乙醇胺为原料对球状锌粉进行改性制备2种化学键合型锌粉,通过正交实验探索最佳反应条件,采用盐水浸泡实验、交流阻抗技术评价锌粉的耐腐蚀性能。结果表明:锌粉经磷酸、三乙醇胺改性后,球形颗粒表面生长出片状或块状物,分别出现水合磷酸锌Zn3(PO4)2·4H2O、水合氢氧化锌Zn(OH)2·0.5H2O的物相,锌粉分别与磷酸、三乙醇胺发生了化学键合作用;磷酸、三乙醇胺改性键合型锌粉的防腐蚀性能优于球形锌粉的,而磷酸改性键合型锌粉的防腐蚀性能优于三乙醇胺改性键合型锌粉的。     

化学键模型与理论及其在材料研究中的应用

从化学键模型的发展历史及其实际应用的角度出发,系统地总结了化学键理论在功能无机材料结构与性能关系研究中的最新应用,同时指出其为研究无机化学、材料化学、固体物理等相关学科提供了很好的研究手段.详细总结了化学键模型与理论在晶体生长、晶体缺陷,晶体铁电物性、晶体结构分析和氢键等方面的研究进展.     

功能无机材料的化学键、形貌及光电性能研究

从化学键概念的提出、发展历史及其实际应用的角度出发,系统地总结了化学键概念在功能无机材料结构与性能关系研究中的重要应用,同时指出化学键概念为我们研究无机化学、材料化学、固体物理以及物理化学等相关学科的分支或交叉领域提供了很好的研究手段。详细总结了化学键与晶体中离子电负性的关系、化学键与晶体精确结构的验证、化学键与晶体的生长习性、化学键与晶体缺陷、化学键与晶体的倍频效应等方面的研究进展情况。在理论研究方面提出了描述晶体材料结构与光电性能关系规律的Phillips-Van Vechten-Levine-Xue键理论;建立了描述晶体材料微观生长机理的结晶生长化学键合理论;构建了一个新的离子电负性模型,并计算了周期表中82种元素不同价态和配位数的电负性值,是迄今为止最为全面的电负性标度。在实验研究方面获得了形貌可控的多种功能无机材料、球形的ZnS@ZnO壳核复合半导体材料,发明了一些简便可大规模生产精细镁盐产品的工艺技术(国家发明专利ZL 2005 l 0045724.9、ZL 2005 l 0045725.3)。宏观意义上的晶体结构是指晶体的格点和格点上的组成离子。晶体的结构与其宏观物理性质是密切相关的,能够深入地...     

磷酸盐系锂离子电池正极材料的研究进展

分别介绍了可以作为锂离子二次电池正极材料的几种磷酸根聚阴离子过渡金属锂盐的研究近况,着重分析了磷酸亚铁锂和磷酸钒锂的现状.LiFePO4为橄榄石结构,具有较高开路电压、高理论容量、电压平台稳定、环境友好等优点,但电子导电率和离子传导率低制约了它的应用,介绍了解决磷酸亚铁锂两低问题的方法;磷酸钒锂为NASCION结构,理论容量比磷酸亚铁锂高,具有一定的研究价值,介绍了磷酸钒锂的制备方法,认为磷酸钒锂最主要的问题是稳定性不高.指出当前锂离子二次电池正极材料应该加快磷酸亚铁锂的工业化进程,加速磷酸钒锂的研究步伐,同时不放松其他更新正极材料的开发.     

玻璃纤维-磷酸盐保温发泡材料的制备及性能研究

通过预混法制备了不同玻璃纤维(0%,3%,6%,9%质量分数)掺量的玻璃纤维-磷酸盐保温发泡材料,对该发泡材料的应力/应变、抗压强度、粉化率、导热系数和热稳定性等进行了分析。结果表明,随着玻璃纤维掺量的增加,玻璃纤维-磷酸盐保温发泡材料的应力/应变、抗压强度、质量损失率和热失重逐渐增大,粉化率逐渐降低,而导热系数无明显变化。当玻璃纤维的掺量为9%(质量分数)时,发泡材料的应变达到0.1,应力达到594 MPa,对应的抗压强度达到最大为497 MPa,与不掺杂玻璃纤维的样品相比提高了152.3%。当玻璃纤维的掺量从3%(质量分数)增加到6%(质量分数)时,发泡材料的粉化率降低了33.0%;当玻璃纤维的掺量从6%(质量分数)增加到9%(质量分数)时,发泡材料的粉化率降低了8.5%。4种玻璃纤维-磷酸盐保温发泡材料经过不燃性测试后,形貌和体积的变化不大,只是表面出现炭化现象,发泡材料的导热系数与玻璃纤维的掺量并无明显关系。     

辐射固化材料的研究进展

辐射固化技术由于满足"4E"原则而被誉为绿色技术,在诸多应用领域都显示了自身的优越性,近年来在国内外得到了迅猛发展,特别是紫外/电子束(UV/EB)辐射固化技术在近年采都处于高速发展时期.为了让研究人员对辐射固化材料的研究有一个全面了解和系统认识,充分拓展辐射固化材料的应用领域,从辐照源、化学体系、固化机理、应用等方面综述了紫外线固化和电子束固化的共性及区别.简单介绍了我国辐射固化材料的发展状况,展望了辐射固化材料的发展前景,对辐射固化技术的发展方向提出了建议,希望能促进辐射固化材料的发展,造福于人类.     

高水平放射性废物固化用磷酸盐玻璃的研究进展

高水平放射性废物的玻璃固化是利用化学稳定性、热稳定性和抗辐照稳定性好且废物包容量高的玻璃基质来将其固化,从而实现高放废物的长期、高效、安全处置.磷酸盐玻璃具有熔融温度低、熔体流动性好、均化时间短、对一些放射性废物的溶解度高等优点,可弥补已工业化应用的硼硅酸盐玻璃固化基质的不足,用于这些高放废物的安全固化.本文综述了磷酸盐玻璃基质在高放废物固化方面的研究进展.主要论述了磷酸盐玻璃用于固化高放废物的优势与不足;总结了目前已用于或可用于安全固化高放废物的磷酸盐玻璃基质;归纳了模拟高放废物磷酸盐玻璃固化体的组成、制备及性能;展望了未来研究的发展方向.     

铁磷摩尔比对铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体的影响

研究了不同铁磷摩尔比对铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体结构和化学稳定性的影响。用溶解速率法(DR)研究了固化体的化学稳定性,用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)方法表征了样品的结构,用全谱直读等离子体发射光谱(ICP-OES)测定浸出液中各元素的含量。研究结果表明,当铁磷摩尔比为0.67时,在980℃下保温3h得到的铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体具有较高的化学稳定性,浸泡42d的质量浸出率变化幅度不大且浸出率较低,约为7.05×10-9g/(cm2.min),其中Ce、La元素均未检出,其余浸出元素来自玻璃相;固化体的主晶相为独居石,结构中主要含有大量的正磷酸基团[PO4]3-和少量的焦磷酸基团[P2O7]4-,不存在偏磷酸基团[PO3]-。     

钙钛磷酸盐微晶玻璃的过析晶作用及其热力学分析

5Na₂O-20TiO₂-32P₂O₅-43CaO系统玻璃在690℃核化和730℃晶体生长的热处理后,可以得到CaTi_4(PO₄)₆和Ca₃(PO₄)₂两种晶相,经酸滤去Ca₃(PO₄)₂相后,可获得主晶相为CaTi4(PO4)6的多孔微晶玻璃.本文介绍了一种扩大孔径的方法,在该组成玻璃微晶化后及酸滤析之前,在更高的温度880℃下作过析晶处理,此两析晶相能自发地进行固相反应,生成TiO₂和Ca₂P₂O₇,后者容易被酸滤析,使得更多的钙和磷自微晶玻璃体中被酸溶出,从而增大了多孔微晶玻璃的孔径.本文还应用热力学第一近似方程,对过析晶过程中的固相反应的自由焓变化作了估算,其数值为-1394kJ/mol,说明在过析晶温度下,固相反应能自发地进行,试样在过析晶前后的XRD物相分析的结果验证了此固相反应机理.本文还利用Johnson-Avirami-Mehl公式对析晶的动力学参数作了近似估算.其析晶活化能为584.7kJ/mol,晶化指数为3.2,说明试样的析晶是以整体析晶的方式进行.此计算的结果也符合试样形貌的SEM观察,即过析晶过程使得整体微晶玻璃的孔径增大.