重金属离子对水化硅酸钙结构和形貌的影响

采用碱硅酸盐和钙盐的溶液反应方法,合成初始钙硅比为0.8、1.8的掺杂不同重金属离子的水化硅酸钙(C-S-H).对制备的C-S-H进行了XRD、IR、SEM测试分析,结果表明,掺杂重金属离子的低钙硅比C-S-H凝胶的衍射主峰强度下降,谱峰宽度增加;高钙硅比凝胶中钙和硅氧四面体的化学键遭到破坏,使Ca2+溶出,形成Ca(OH)2晶体;掺杂Pb的高钙硅比C-S-H凝胶,Q2伸缩振动峰向低波数方向偏移,Q1伸缩振动峰的吸收强度增加,硅氧四面体聚合度逐渐降低,链长变短;重金属离子可显著改变低钙硅比C-S-H凝胶形貌,使高钙硅比凝胶呈不规则团块状堆积.     

C-S-H凝胶对Cd2+、Zn2+和Cu2+的吸附固化作用

以分析纯Ca(NO3)2·4H2O、Na2SiO3·9H2O和重金属硝酸盐为原料,通过溶液反应法分别制备钙硅比为0.8和1.8的纯净及含Cd2+、Zn2+和Cu2+的C-S-H凝胶,研究了C-S-H凝胶在形成过程中对三种重金属离子的吸附固化作用.结果表明,两种钙硅比的C-S-H凝胶均能吸附固化Cd2+、Zn2+和Cu2+,重金属离子较易进入低钙硅比C-S-H凝胶夹层结构中,可以置换高钙硅比C-S-H凝胶结构中的Ca2+,在水化液相中形成Ca(OH)2.C-S-H凝胶对Cd2+和Cu2+的固化能力好于对Zn2+的,低钙硅比C-S-H凝胶对Zn2+的吸附固化作用优于高钙硅比C-S-H凝胶.     

聚羧酸类减水剂对水化硅酸钙微观结构的影响

用Na2SiO3·9H2O,Ca(NO3)2·4H2O化学试剂及聚羧酸类减水剂合成了水化硅酸钙(C-S-H)及掺杂聚羧酸有机大分子的 C-S-H.用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜等分析手段研究了聚羧酸类减水剂对C-S-H结构的影响.研究表明:聚羧酸类减水剂增加了Ca与Si摩尔比n(Ca)/n(Si)为0.83的C-S-H硅氧四面体聚合度,提高了C-S-H的结晶程度,其中聚羧酸有机大分子基团可内插到C-S-H结构的层间.在C-S-H形成过程中,聚羧酸有机大分子基团会通过其极性基团-COOM-与Ca2 键结,而Ca2 另一端与-O-Si-O-键连接,最后形成一个离子型交联结构.     

聚乙烯醇对溶液沉淀法制备的水化硅酸钙纳米结构的影响

通过溶液沉淀法制备了初始钙硅比为1.0～1.7的掺杂PVA的水化硅酸钙(C-S-H-PVA)系列样品,研究了C-S-H-PVA的纳米结构特征.结果表明:PVA的加入增加了C-S-H的层间距,影响了C-S-H的层间结构;C-S-H-PVA样品的Fourier变换红外光谱中出现了CH2/CH伸缩振动峰,29Si核磁共振(NMR)谱中出现了1个Q1峰和2个Q2峰,而且PVA的加入使Q1、Q2峰向更负方向偏移,使Q2/Q1的比值以及硅酸盐链的平均链长(MCL)增长,说明PVA能增加C-s-H结构中的硅氧四面体聚合度.随着钙硅比的增加,C-S-H-PVA样品的29Si NMR谱中Q1、Q2峰的化学位移向正方向偏移,Q2/Q1的比值以及MCL减小,这一变化规律与未掺PVA的C-S-H样品的变化规律类似.     

高性能碱激发胶凝材料的正交试验研究

利用正交试验研究了Ca(OH)2,Ca SO4·2H2O和硅灰的掺量对碱激发胶凝材料强度的影响;同时借助扫描电子显微镜(SEM)对胶凝材料微观结构进行分析。试验结果表明:在水化初期,Ca SO4·2H2O掺量对碱激发胶凝材料的强度影响起较大作用,其次是Ca(OH)2掺量的影响,再次是硅灰;而随着水化反应进行程度的不断加深,碱掺量逐渐起较大作用,Ca SO4·2H2O次之,硅灰再次之。随着水化反应的不断进行,矿渣中的玻璃体不断被消耗而生成C-S-H凝胶,而生成的C-S-H凝胶不断搭接融合,形成整体的组织结构,使胶凝材料不断密实,强度逐渐提高。另外通过试验得出了配制强度达到50MPa的碱激发胶凝材料的具体配合比,即Ca(OH)2掺量为8%,Ca SO4·2H2O掺量为3%,硅灰掺量为3%。     

纳米二氧化硅对水泥-粉煤灰体系氯离子固化能力的影响

研究了纳米二氧化硅(NS)对于水泥-粉煤灰体系的氯离子固化能力的影响.同时,采用相应的测试方法分析了NS对于氯离子固化不同因素的影响:采用MIP和抗压强度评价了氯离子阻迁能力;使用XRD和DTG分析了水泥中的氯铝酸盐含量;采用NMR和EDS测试表征了C-S-H凝胶含量和Ca/Si比.实验结果表明,0.5％掺量的NS可以提升氯离子固化率;而高于1％后,将导致氯离子固化率下降.根据微观测试结果,NS加入水泥-粉煤灰体系,其积极作用在于:增加C-S-H凝胶含量,降低孔隙率,即改善物理吸附和阻迁;消极作用在于:阻碍氯铝酸盐的生成,降低C-S-H凝胶的钙硅比,即降低化学结合和物理吸附.     

养护制度对高掺花岗岩石粉UHPC性能的影响

研究了三种养护制度条件下,高掺(22％)花岗岩石粉UHPC力学性能(3 d、28 d和180 d抗压/抗折强度)和胶凝浆体C-S-H凝胶微结构(水化程度、平均分子链长(MCL)和直链中的[SiO4](Q2))的变化规律.结果表明:同一龄期抗压/抗折强度、胶凝浆体水化程度、C-S-H凝胶MCL和Q2相对含量变化规律由高到低依次为压蒸养护、蒸汽养护和标准养护;随着养护温度和压力增加,其后期强度和胶凝材料水化程度增幅逐渐降低,且不利于后期C-S-H凝胶MCL发展.高掺花岗岩石粉的UHPC胶凝浆体中常温下的水化产物主要包括C-S-H凝胶、AFt和Ca(OH)2,随着养护温度和压力的升高,AFt和Ca(OH)2相对含量降低;至210℃2 MPa时,XRD图谱中两相消失且出现Tobermorite衍射峰,即高温高压环境促进了C-S-H凝胶向Tobermorite晶体转化.     

负极材料Li4-xMg-Ti5-yCoyO12的合成及其电化学性能

以Mg(CH3 COO)2·4H2O,CO(CH3 COO)2-4H2O作为Mg2+和CO2+的掺杂源,以乙醇为溶剂,C6H15 NO3作为络合剂,CH3,COOLi·2H2O和Ti(OC4 H9)4作为原料,利用溶胶-凝胶法制备复合掺杂2种金属的Li4-xMg-Ti5-yCoyO12材料,并对其进行了X射线衍射(XR...     

Ca2+掺杂对BiFeO3陶瓷结构和磁、介电性能的影响

以Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ca(NO3)2·4H2O为原料、乙二醇甲醚为溶剂、柠檬酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法制备Bi1–x Cax FeO3(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20)陶瓷样品。结果表明:所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO3相吻合,样品晶粒尺寸随Ca2+掺杂量的增加而减小,在室温下各样品均具有完整的磁滞回线,样品铁磁性显著提高。当x=0.10时,剩余比磁化强度达到最大值(0.11A·m2/kg)。在外加磁场为398 kA/m时,样品的比磁化强度在644 K附近出现明显的反铁磁相变,反铁磁相变温度TN随掺杂量的增加而升高。在300~900 K,样品顺磁相变温度TP,以及TN和TP处比磁化强度的差值随Ca2+的增加均呈现先上升,在x=0.10时达到最大值,之后又呈下降趋势。样品在850K时比磁化强度出现明显变化,变化幅度随Ca2+掺杂量的增加而减小,在x=0.10时最小,之后又增大。不同磁场下样品剩余比磁化强度随温度变化表明:Bi1–x Cax FeO3陶瓷样品存在变磁性,当x=0.10时,变磁性最为明显。磁电耦合效应观测结果表明:样品的磁电耦合系数为负值,介电常数随外磁场变化反应灵敏,在x=0.10时磁电耦合效应为–14.2%,是纯相BiFeO3(其磁电耦合效应为–5%)的近3倍,表明掺杂适量Ca2+可增强样品的磁电耦合性能。     

溶胶-凝胶法制备MgxZn1-xO纳米材料

以硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)、柠檬酸(C6H8O7·H2O)为主要原料,采用改进的溶胶一凝胶法合成了纳米ZnO.在此基础上,添加硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)合成了MgxZn1-xO.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征分析了煅烧温度和Mg掺杂量对产物的相组成及显微形貌的影响.结果表明,x≤10at%时,MgxZn1-xO属于六方纤锌矿结构,当x≥20at%时,MgxZn1-xO中除了具有属于六方纤锌矿结构的ZnO以外还有属于NaCl结构的MgO晶相存在.随煅烧温度的升高,MgxZn1-xO纳米颗粒逐渐长大.     

氧化钇掺杂对Al2O3块状气凝胶结构与性能的影响

以AlCl3·6H2O为原料,YCl3·6H2O为添加剂,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备得到氧化钇掺杂氧化铝块状气凝胶.其中掺杂含量控制在2.5wt%～30wt%Y2O3范围内.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定等测试手段对样品进行表征.结果表明:氧化钇的掺杂可以使氧化铝气凝胶在高温下维持高比表面积以及提高其在高温的热稳定性.经1000 ℃热处理后5.0wt%Y2O3-Al2O3气凝胶仍然处于无定形态,未发生相转变,比表面积仍达380～400 m2/g,比纯Al2O3气凝胶(174 m2/g)高出许多.     

纳米ZAO复合粉体的制备及性能表征

以Zn(Ac)2·2H2O和Al(NO3)3·9H2O为原料,用溶胶-凝胶法制备了ZnO/Al2O3(ZAO)复合粉体.研究了Al2O3掺杂浓度、锌离子浓度、反应温度、pH值、反应时间和烧结温度等对粉体平均粒径的影响,用正交实验得到最佳制备方案.用激光粒度分析(LPA)、能谱分析(EDAX)、热重-差热分析(TG-DTA)和X-射线衍射分析(XRD)对粉体的性能进行了表征.结果表明:制备的纳米ZAO粉属于六方晶系纤锌矿结构.其X-射线衍射图谱中并没有氧化铝的衍射峰,Al3 取代了Zn2 的位置,形成固熔体.Al2O3掺杂浓度、锌离子浓度、pH值和烧结温度等对粉体平均粒径的影响较大,在最佳条件下,制得的ZAO复合粉体粒径分布均匀、平均粒径约为22 nm.     

不同矿物掺合料对蒸养水泥水化产物与力学性能的影响

为探讨矿物掺合料对预制装配式混凝土水化产物与力学性能的影响,采用20％的镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉分别取代水泥,在早期80℃蒸养7h条件下制备了水泥净浆与砂浆,对比研究了镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉对7h和28 d龄期蒸养水泥水化产物和力学性能的影响.结果 表明:除了C-S-H与Ca(OH)2外,7h蒸养水泥的水化产物主要为AFm与Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O,28 d蒸养水泥的水化产物主要为Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O和Ca4Al2O6(CO3)·11H2O,矿物掺合料对蒸养水泥水化产物种类影响较小;掺镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉后,7h蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.27％、102.22％、90.24％、102.22％,28 d蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.76％、95.08％、86.27％、95.68％,掺锂渣粉与矿渣粉可以显著提高7h蒸养水泥的水化程度,掺钢渣粉的效果最差;此外,掺锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉改变了蒸养7h水泥浆体C-S-H的形貌,除了纤维状C-S-H外,掺锂渣粉水泥浆体中还有蜂窝状C-S-H形成,掺钢渣粉水泥浆体与掺矿渣粉水泥浆体中还有球形与薄片状C-S-H形成;掺锂渣粉可以提高早期80℃蒸养7h水泥胶砂的抗压与抗折强度,但四种矿物掺合料均不能改善28 d蒸养水泥胶砂的力学性能.     

酸雨侵蚀下水泥石物相组成变化的微观分析(英文)

用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱等方法研究了浸泡在pH值为2的模拟酸阿中硅酸盐水泥石物相组成的变化.结果表明:硬化水泥浆体的破坏土要是酸雨中H+与SO42-共同作用的结果..方面.H'使硬化水泥Fee的Ca(OH)2,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶.xCaO·Al2O3·yH2O(CxAHy)等物质发生分解、转化.而引起结构溃散性腐蚀:另-方面,SO42-与水泥fi作用,生成膨胀性的物质CaSO4·2H2O, 向引起膨胀性腐蚀.在酸雨持续作用下,水泥石由表及里逐渐遭到侵蚀破坏,直至完全溃散,最终转变成由石膏、硅胶和铝胶等组成的一种白色稀泥状混合物.     

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一。许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用。从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素。为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义。     

Cr^3+掺杂对ZnGa2O4光催化性能影响的研究

试验以Ga(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Cr(NO3)3·9H2O、Na3C6H5O7·2H2O为原料,采用水热法制备Cr^3+掺杂ZnGa2O4。通过XRD、TEM对样品的结构和形貌进行表征,通过UV-vis DRS、PL对样品进行光学性能表征,利用紫外-可见光分度计测试罗丹明B的吸光度变化情况对样品进行光催化性能检测。研究掺杂量、煅烧温度、保温时间对ZnGa2O4的影响,试验结果表明,最佳制备条件为:Cr^3+掺杂量1.0%、煅烧温度700℃、保温时间8 h。最佳条件下ZnGa1.99Cr0.01O4降解罗丹明B在60 min降解率可达97%;ZnGa1.99Cr0.01O4产氢量为446.4μmol/g,对比Zn Ga2O4产氢量为184.7μmol/g,产氢量增加。     

铁碘共掺杂纳米TiO2光催化降解水中土霉素的研究

以钛酸四丁酯( CH3(CH2)3O)4Ti为钛源,碘酸HIO3和硝酸铁Fe(NO3)3· 9H2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法合成了铁碘共掺杂纳米TiO2催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTG)、紫外可见光谱( UV-Vis)对其结构进行了表征.结果表明,当焙烧温度为400℃时,Fe/I- Ti...     

石膏-矿渣胶凝材料的碱性激发作用

采用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热分析-热重分析表征了碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物.研究表明:添加质量分数为0.5%的碱性激发剂时,石膏-矿渣胶凝材料的各项强度和耐水性能最好.碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物主要为二水石膏(CaSO4·2H2O)、水化硅酸钙凝胶(C-S-H)以及少量的钙矾石(ettringite,AFt)和莱粒硅钙石[Ca5(SiO4)2(OH)2].C-S-H凝胶含量越高,材料的强度越高、耐水性能越好.     

Er,Yb:CaF2透明陶瓷的制备及其性能研究

首先以(Ca(NO3)2·4H2O、Er(NO3)3·5H2O、Yb(NO3)3·5H2O和KF·2H2O等试剂为原料,选择化学沉淀法合成了Er,Yb:CaF2纳米粉体,采用XRD和FE-SEM技术对纳米粉体特性进行了测试与表征.以合成的纳米粉体为原料,采用真空热压烧结技术,在800℃、30 MPa条件下制备了Er,Yb:CaF2透明陶瓷,并对陶瓷样品的元素组成与分布、显微结构及热导率等特性进行了测试与表征.结果表明:合成的Er,Yb:CaF2纳米粉体为单相立方萤石结构,平均尺寸在20～40 nm,并易形成尺寸为3～5μm的团聚体;Er与Yb元素在陶瓷样品中分布均匀,陶瓷的平均晶粒尺寸为1μm左右,并由于不均匀烧结,样品中存在大尺寸的孔洞结构,随着Yb掺杂浓度的增加,陶瓷样品的热导率逐渐降低.     

柠檬酸凝胶燃烧法制备GGG∶Eu3+,Bi3+多晶发光粉体及其表征

本文以Gd2O3、Ga2O3、Eu2O3、Bi(NO3)3·5H2O和柠檬酸为原料,采用凝胶燃烧法制备出GGG∶ Eu3+,Bi3+多晶发光粉体,并对样品进行了XRD、SEM、FT-IR、PL测试.XRD和FT-IR分析结果表明合成的发光粉体均形成GGG相.SEM显示样品晶粒呈球形或类球形,直径约60 nm.PL分析显示样品最强发射峰位于592 nm处,属于Eu3+的5D0-7F1磁偶极跃迁.掺杂Bi3+的样品发光强度明显高于未掺杂Bi3+的样品,而发射峰位置不变,当掺杂的Bi3浓度逐渐增加时,样品GGG∶Eu3+0.05,Bi3+x的发光强度先随Bi3+浓度的增加而不断增强,当体系中掺杂Bi3+的摩尔分数达到x=5％时,GGG∶ Eu3+0.05,Bi3+x的发光强度达到最大值.再之后随Bi3+掺杂浓度的增加发光强度减弱,这可能是因为Bi3+和Eu3+之间的能量传递方式主要是偶极-偶极作用,传递效率主要决定于两种离子间距离.