我国矿物功能材料研究的新进展

介绍近年来我国环境矿物材料（包括污水治理材料、污染气体治理材料等）、特殊功能矿物材料（包括新型功能陶瓷、电子电学材料等）、生物医用矿物材料和纳米矿物材料（包括矿物纳米粉体和聚合物/矿物纳米复合材料）的研究进展,在对相关成果进行归纳、分析的基础上提出我国矿物功能材料今后的发展方向。     

纳米技术在高分子材料中的应用

纳米技术在高分子材料中的应用主要包括：将纳米粉体添加到高分子材料基体中改性,单体在无机填料层进行插层聚合和高分子树脂直接插入无机填料层间,制备纳米插层复合材料,通过嵌段共聚合成纳米结构材料,以及在高分子基料上进行的自组装纳米结构材料。     

工业表面活性剂在纳米材料／纳米结构材料制备中的应用及展望

阐述了纳米材料／纳米结构材料制备和应用的历史、现状及未来发展趋势。同时就工业表面活性剂在纳米材料／纳米的结构 材料制备中的应用进行了分类和总结,并就未来两种材料对工业表面活性剂的要求进行了展望。预测了未来一定时期内工业表面活性剂的生产方面和应用前景。     

表面活性剂对Sm2Zr2O7纳米热障涂层材料烧结性能的影响

采用水热合成法制备Sm2Zr2O,纳米晶体,研究了聚乙二醇(PEG)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)三种不同类型的表面活性剂对材料相结构、分散性能以及烧结性能的影响.实验结果表明:材料的物化性能与表面活性剂的类型密切相关,阳离子表面活性剂的添加抑制了材料由萤石结构向烧绿石结构的转变,样品比表面积为174.67 m2·g-1,经过高温烧结后块材的体积收缩和相对密度分别为24.5％和81.2％.相比之下,阳离子表面活性剂CTAB对于提高材料的抗烧结性能方面要明显好于非离子表面活性剂PEG和阴离子表面活性剂SDBS.     

国内信息

溶胶—凝胶法制备SnO2 纳米粉体　　以无机盐为原料 ,采用溶胶—凝胶法制备SnO2 纳米粉体。为了防止纳米粉体的团聚 ,在制胶过程中加入有机分散剂 ,干燥前采用有机试剂脱水。在低温下合成纳米SnO2 ,能从分子水平设计和控制材料的均匀性和粒度 ,最终得到高纯、超细、均匀的材料 ,制得的SnO2 纳米粉具有金红石型结构 ,晶粒为球形 ,平均粒径为 8nm左右 ,可用于制备新型无机—有机纳米复合功能材料。聚合硫酸铁处理含表面活性剂废水　　利用高分子絮凝剂聚合硫酸铁与石灰水处理含表面活性剂的废水。对于含表面活性剂废水的处理 ,聚合硫酸铁…     

水热法制备铜锌锡硫纳米材料及其光催化性能

铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄）在可见光范围内光吸收系数高且具有良好的载流子迁移率,使其在光催化领域表现出了较好的应用前景。然而在实际应用中,其光催化活性及催化稳定性还需进一步提升。以氯化锌、氯化锡、氯化铜、硫脲为水热反应前驱体,添加 PEG400、OP10 为表面活性剂,通过水热反应制备 Cu₂ZnSnS₄ （CZTS）纳米粉体;使用 X 射线衍射、Raman 光谱、X 射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段表征所制备铜锌锡硫材料微观结构,并研究在水热法制备过程中添加不同表面活性剂对所制备 Cu₂ZnSnS₄纳米粉体的光学带隙和光催化性能的影响。结果表明：所制备铜锌锡硫材料均具有锌黄锡矿相结构;水热法制备铜锌锡硫纳米粉体反应前驱体中添加 PEG400 和 OP10 可有效调控铜锌锡硫纳米粉体的微观结构、化学元素计量比及光学带隙,进而改变纳米粉体的光催化性能。添加 PEG400 后制备得到 Cu₂ZnSnS₄     

复合电沉积制备TiO_2/泡沫镍光催化材料及其催化活性

采用复合电沉积方法制备了TiO2/泡沫镍光催化材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散谱（EDS）分别对纳米复合镀层进行了形貌和成分表征,同时研究了在镀液中添加不同表面活性剂对光催化材料镀层的影响。讨论了TiO2/泡沫镍光催化材料对大肠杆菌和小球藻的光催化活性。结果表明：在本实验的电沉积工艺条件下,泡沫镍基底上获得了微粒分布均匀、Ti的质量分数为5.97%的纳米TiO2-Ni复合沉积层。添加了阴离子表面活性剂的光催化材料表面TiO2颗粒具有良好的分散性。TiO2/泡沫镍光催化材料处理含大肠杆菌水样,反应30 min灭活率达到60.1%,反应2 h灭活率达到99.9%;处理水中的小球藻溶液,初始3 h内,小球藻溶液中所含叶绿素a从初始的98.2 mg/m3降至38.2 mg/m3。     

表面活性剂在电池材料中的应用

表面活性剂可以改变金属氧化物的晶型,抑制析氢、枝晶生长和腐蚀,延缓电极钝化,其制成的乳液可以充当"微反应池"和防止纳米颗粒的团聚作用等。综述了表面活性剂在电池材料制备和废旧电池回收利用中的研究进展。     

锑掺杂氧化锡(ATO)纳米粉体的表征与分散

锑掺杂氧化锡（ATO）纳米级粉体作为一种新型多功能粉体，具有可见光透过率高、能反射红外线等特征。与传统防静电材料，如炭黑、表面活性剂、金属粉体相比具有优良的性能。ATO纳米粉体已经成为性价比很高的建筑隔热材料和透明隔热涂料用基本材料。采用XRD（X射线衍射）、BET（布鲁瑙厄一埃梅特一泰勒法）和TEM（透射电子显微镜）对市场上3种锑掺杂氧化锡（ATO）纳米粉体进行了分析。结果表明：这3种ATO纳米级粉体的粒径为7．1～16．2nm，比表面积为37～82m^2／g，松密度为0．52-1．01g／mL，粉体的分散性能差异较大。     

竹材液化墙体泡沫材料的阻燃改性

为提高竹材液化产物所制备的高轻发泡墙体材料的防火性能,分别采用材料内部添加和表面浸泡的方法进行阻燃改性,并评价不同阻燃剂及其添加量对发泡材料阻燃性能的影响。实验结果表明：在材料内部或表面添加选择的阻燃剂不会对材料自身形貌或组分产生明显影响,对材料的力学性能亦不会造成破坏,在材料内部添加3 g膨胀型凝胶-二氧化硅/聚磷酸铵核壳阻燃剂（MCAPP）后压缩强度达到了0.37 MPa,在材料表面浸泡聚硅氧烷后压缩强度达到了0.58 MPa,同时能提高材料的阻燃性能,在材料内部添加聚磷酸铵（M-APP）后极限氧指数提高到33.2%,比改性前提高3%。在材料表面浸泡膨胀型壳聚糖-蒙脱土-聚磷酸铵（CMAp）后点燃时间明显延长,极限氧指数最高达到了31.5%。     

非煅烧磷石膏基胶凝材料的改性实验

磷石膏基水硬性胶凝材料是近几年发展起来的一种以磷化工业副产物磷石膏为主要原料的新型建筑材料。与传统硅酸盐和矿渣水泥相比,磷石膏无活性不能直接作为胶凝材料,使用前必须对其进行改性。针对目前磷石膏基胶凝材料凝结时间长、早期强度低等缺点,研究了材料组成配比及外加剂对凝结时间和早期强度的影响,获得了磷石膏基胶凝材料的改性方法。当矿渣粉（KF）和硅基纳米粉末（WS）质量比为3∶17,水玻璃（NS）、富铝盐（NA）和高效聚羧酸减水剂（JS）的质量分数分别为0.3%、0.7%和0.3%时,可将其初凝时间控制在130~260 min、终凝时间控制在280~600 min;胶砂早期抗折强度3 d达3.5 MPa以上、7 d达5 MPa以上;早期抗压强度3 d达20 MPa以上、7 d达35 MPa以上。改性后的磷石膏基胶凝材料可替代25%~40%及以上普通硅酸盐水泥应用于建筑材料领域。     

磷石膏基复合胶凝材料的性能优化及机理研究

采用水泥、矿渣粉、粉煤灰和减水剂对磷石膏进行改性。最终得到的磷石膏基复合胶凝材料的强度为原状磷石膏的2倍,软化系数从0.5提高至0.8。磷石膏基复合胶凝材料的比强度和孔隙率之间存在明显的线性关系,随着孔隙率的减小比强度增加。通过扫描电镜（SEM）对磷石膏基复合胶凝材料微观形貌的演变过程进行表征,发现随着矿渣粉、水泥、粉煤灰和减水剂的掺加,基体由疏松转变为致密;主要的水化产物二水石膏从针状转变为棒状或片状,并且出现了水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,其填充于体系内部的孔隙并将二水石膏连成整体。利用X射线衍射（XRD）分析和傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）测试对水化产物的微观结构进行研究。结果表明,复合体系中的主要产物为二水石膏,但是由于可用水量的减少,体系中仍剩余少量磷石膏未水化。     

钙钛矿中空结构CoSn（OH）6纳米粉体的制备与表征

钙钛矿结构材料在发光、催化等多种功能材料领域都占有重要地位,是当前材料科学领域的研究热点。以四氯化锡（SnCl₄）、无水乙醇（C₂H₆O）、二氯化钴（CoCl₂）、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇）为原料,通过溶剂辅助法制备了中空结构六羟基锡酸钴[CoSn（OH）₆]纳米粉体。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）分别对产物六羟基锡酸钴粉体的物相结构及表观形貌进行了表征,线性扫描伏安法（LSV）对电极材料进行电催化性能测试。结果表明：采用溶剂辅助合成,可以成功制得物相纯净、粒度为150 nm的中空纳米立方结构的钙钛矿六羟基锡酸钴粉体,其电流密度为35.1 mA/cm²、塔菲尔斜率为72.5 mV/dec,有望用于电化学析氢反应。     

纳米粉体改性聚丙烯材料力学性能研究进展

综述了纳米碳酸钙（Nano-CaC03）、纳米二氧化硅（Nano-Si02）、纳米二氧化钛（Nano-Ti02）、蒙脱土（MMT）、纳米氧化锌（Nan0-ZnO）、碳纳米管（CNT）等纳米粉体在改性聚丙烯（PP）力学性能方面的研究进展,展望了纳米粉体在改性聚丙烯力学性能中的应用前景。     

外掺料对磷石膏基胶凝材料力学及导热性能的影响

将磷石膏应用于建筑业,可以解决磷化工副产物堆积的问题。采用单因素实验,通过改变水灰质量比、粉煤灰掺量、生石灰掺量等条件来研究各因素对磷石膏基胶凝材料力学性能及保温性能的影响,借助X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、扫描电镜（SEM）等手段来分析磷石膏基胶凝材料的物化性质和形貌结构。结果表明,磷石膏基胶凝材料的导热系数和抗压强度都与水灰质量比呈负相关,在水灰质量比为0.250时胶凝材料的抗压强度最大、水灰质量比为0.550时胶凝材料的导热系数最小;粉煤灰在磷石膏基胶凝体系中除了提供胶凝性能外,还会被生石灰激发出活性,增强胶凝体系的综合性能,粉煤灰掺量为50%（质量分数）时胶凝体系的综合性能最佳;生石灰在磷石膏基胶凝体系中对杂质的吸附效果明显,生石灰掺量超过7%（质量分数）以后对胶凝体系的保温性能和力学性能的增强效果明显。     

钢渣矿渣基全固废胶凝材料的化学活化

为了促进钢铁冶金渣的高附加值应用,以钢渣、矿渣和脱硫石膏为原料制备胶凝材料,研究了不同掺量CaO或Na2SO4对胶凝材料的化学活化作用,并利用XRD、SEM对掺入激发剂胶凝材料的水化产物进行了分析.结果表明,掺入少量CaO或者 Na2SO4的胶凝材料净浆试块早期抗压强度会有一定的提高,后期强度变化不大;但当Na2SO4掺量超过2%时,净浆试块的抗压强度会降低.掺入激发剂对胶凝材料的水化产物种类不会造成影响,其水化产物主要包括钙矾石(AFt)、水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和氢氧化钙(CH).     

用粉煤灰和菱镁矿低温制备堇青石质多孔材料

在粉煤灰中添加不同比例菱镁矿,于1 200、1 250℃和1 300℃烧成温度下制备出堇青石质多孔耐火材料。研究表明：菱镁矿在烧成过程中于700℃分解产生CO2,起到造孔剂和发泡剂的作用,分解生成的MgO将与粉煤灰中的Al2O3、SiO2反应生成堇青石;随着菱镁矿添加量的增加,粉煤灰中Al2O3和SiO2与MgO的反应更完全,主要生成堇青石和少量镁橄榄石;当菱镁矿添加量过多时,新生成的MgO与粉煤灰中SiO2反应,产生液相过多,造成部分气孔封闭,使得烧成后试样的显气孔率随菱镁矿添加量的增加呈先增加后减小的趋势。优化烧成工艺条件为1250℃并保温3h,当菱镁矿添加量为15%（质量分数）时,制备出显气孔率达48%、孔径为20～40μm、体积密度为1.27g/cm3、抗压强度为38MPa、抗折强度为29MPa的堇青石质多孔材料。     

LED封装用高分子材料的研究进展

综述了国内外发光二极管（LED）封装用高分子材料的研究进展,包括环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂等,指出了今后功率型LED封装用高分子材料的研究方向,认为高性能有机硅树脂将成为高端LED封装材料的封装方向之一。     

粉磨方式对碱激发胶凝材料强度的影响

本文将矿渣和粉煤灰通过不同的粉磨方式（干磨和湿磨）进行粉磨,按照不同的比例混合,用水玻璃激发其活性,得出不同粉磨方式对水玻璃激发胶凝材料强度的影响,并分析了其机理,对工程施工人员和砂浆预拌人员有较大的参考价值。     

镁资源、镁质化工材料现状与前景

对镁资源、镁质化工材料现状与前景作了评述。介绍了中国镁质资源诸如菱镁矿、水镁石、水菱镁石、白云石、斜方云石、盐湖卤水和海水制盐工业副产--苦卤等。对世界镁化学制品生产企业近期变化和发展情况以及轻烧氧化镁（CCM）与氢氧化镁生产和应用进行了探讨,并展望了其发展前景。