溶胶-浇铸与浸析法制备多孔HA基复合材料及其性能研究

采用溶胶-浇铸与浸析法, 将PLGA溶胶填充于经高温烧结所获得的多孔HA/TiO₂基体陶瓷材料后去除造孔粒子, 成功制备出HA/TiO₂/PLGA多孔陶瓷复合材料。研究表明: 复合材料具有多孔结构, 存在200~800 μm的大孔和约50~200 μm的贯通气孔; 复合材料的孔隙率随NaCl含量的增加而增加; 随着NaCl含量的增加, 复合材料的压缩强度由4.03 MPa上升到4.83 MPa后, 再降至4.05 MPa; 溶胶粘度大于25 mPa·s时, PLGA填充微小孔隙的量减少, 由于HA/TiO₂基体陶瓷材料表层的TiO₂出现微小的水化, 导致复合材料脆性增加; 复合材料的降解量随着PLGA含量增大而增大; 随着降解时间的延长, 复合材料表面磷灰石增多, 表现出一定的生物活性, 并且力学性能接近人体松质骨, 有望成为骨替换材料。     

盾构泥基陶粒的制备及其吸附性能研究

针对盾构泥含水率高以及综合利用的问题,研究了pH值、助滤剂种类（GPB、粉煤灰、石膏、谷糠）和压力对含水率影响,以及加入添加剂（AlCl₃、ZnCl₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、NH₄HCO₃）烧制成陶粒对亚甲基蓝溶液COD去除的效果。试验结果表明,4种助滤剂中改性酰胺絮凝剂（GPB）能更有效地降低盾构泥的含水率;在pH值为4且压力值为800 Pa的条件下,加入GPB可以将含水率值从38.89%降至24.40%;添加剂筛选试验表明,通过添加NH₄HCO₃烧制的陶粒能有效降低亚甲基蓝溶液的COD;添加剂用量试验表明,通过添加10% NH₄HCO₃焙烧而成的陶粒能够将亚甲基蓝溶液中的COD值从162.75 mg/L降到90.64 mg/L。      

基于高岭土多孔基板的In2O3微米梳制备及其气敏性能

采用模压—烧结法制备高岭土多孔基板，考察烧结温度对高岭土多孔基板表面形貌与孔隙结构的影响，通过热蒸发法在高岭土多孔基板上制备出In₂O₃微米材料，并采用XRD、SEM、FTIR、阿基米德排水法等检测手段考察多孔基板及In₂O₃微米材料的形貌与结构。结果表明，在烧结温度1 200 ℃时所获高岭土多孔基板的孔径尺寸在45 μm左右，显气孔率为32.71%，体积密度为1.48 g/cm³，抗弯强度为15.08 MPa。在该多孔基板上所制备的In₂O₃产物呈梳状结构，梳齿直径和长度分别在1~10 μm和20~80 μm范围内，梳柄长度约为1 mm，结晶良好。对In₂O₃微米梳的气敏检测结果表明：In₂O₃微米梳对NO₂气体具有良好的选择性、可逆性和重复性；其对浓度为0.001%的NO₂气体的灵敏度随着工作温度的升高呈先升高后降低的趋势，响应时间和恢复时间随之减少，且在最佳工作温度200 ℃时达到最大值，为44.4，此时的响应时间和恢复时间分别为21 s和106 s；In₂O₃微米梳对NO₂气体的灵敏度随着NO₂浓度的增加而增加，两者之间呈线性相关，响应时间随着NO₂浓度的增加而缩短，恢复时间则随之增长。     

基于高岭土多孔基板的In2O3微米梳制备及其气敏性能

采用模压-烧结法制备高岭土多孔基板，考察烧结温度对高岭土多孔基板表面形貌与孔隙结构的影响，通过热蒸发法在高岭土多孔基板上制备出In₂O₃微米材料，并采用XRD、SEM、FTIR、阿基米德排水法等检测手段考察多孔基板及In₂O₃微米材料的形貌与结构。结果表明，在烧结温度1 200 ℃时所获高岭土多孔基板的孔径尺寸在45 μm左右，显气孔率为32.71%，体积密度为1.48 g/cm³，抗弯强度为15.08 MPa。在该多孔基板上所制备的In₂O₃产物呈梳状结构，梳齿直径和长度分别在1~10 μm和20~80 μm范围内，梳柄长度约为1 mm，结晶良好。对In₂O₃微米梳的气敏检测结果表明：In₂O₃微米梳对NO₂气体具有良好的选择性、可逆性和重复性；其对浓度为0.001%的NO₂气体的灵敏度随着工作温度的升高呈先升高后降低的趋势，响应时间和恢复时间随之减少，且在最佳工作温度200 ℃时达到最大值，为44.4，此时的响应时间和恢复时间分别为21 s和106 s；In₂O₃微米梳对NO₂气体的灵敏度随着NO₂浓度的增加而增加，两者之间呈线性相关，响应时间随着NO₂浓度的增加而缩短，恢复时间则随之增长。     

钼合金双层结构MoSi2涂层的制备与组织性能

采用料浆烧结法在TZM钼合金表面制备Mo层,再通过包埋渗法制得双层结构的MoSi₂厚涂层。利用内热法在大气环境下测试了钼合金Si-Mo涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化性能。结果表明,涂层由多孔MoSi₂外层和致密MoSi₂内层组成,Mo粉细化对涂层组织致密化和高温抗氧化性能提升有益,平均粒度9.8 μm和2.2 μm的Mo粉制备的涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化寿命分别为5.1 h和14.8 h,高温氧化后涂层结构转变为SiO₂氧化层-多孔MoSi₂层-致密层-Mo₅Si₃层。随着氧化持续进行,SiO₂层和Mo₅Si₃层不断增厚,而MoSi₂层持续减薄并转化为Mo₅Si₃,硅元素的持续贫化导致涂层最终失效。     

阳离子捕收剂对石英分粒级浮选行为的影响

为研究阳离子捕收剂对细粒石英浮选的影响及其与石英的作用机理,将石英纯矿物分为-74+38 μm、-38+20 μm、-20 μm共3个粒级,通过十二胺、十四胺、十八胺、醚胺C₁₀(EDA)和改性醚胺C₁₀(EDAC)等5种胺类捕收剂对石英的浮选试验,进行pH值和捕收剂质量浓度条件试验,得出5种药剂的最佳浮选条件。结果表明,EDAC针对细粒级-38+20 μm、-20 μm石英有较好的捕收效果,回收率能达到98%以上。红外光谱检测得出EDAC对石英的吸附以静电力和氢键为主; Zeta电位测试表明,不同pH值下EDAC在石英表面的吸附程度不同,在最佳pH值(pH＝10)条件下,吸附量最大。     

微电解Fenton法处理有机废水可行性研究

采用微电解Fenton法处理硫铵酯-苯甲羟肟酸-苯胺黑有机废水。考察了初始pH值、铁屑及活性炭投入量、曝气量、H₂O₂用量、催化剂MnO₂加入量和反应时间对废水COD、NH₃-N和色度去除率的影响。最佳条件为:初始pH=3、铁屑用量70 g/L、活性炭用量80 g/L、H₂O₂用量7 mg/L、MnO₂用量8.0 g/L、曝气量500 mL/(min·L)、反应时间20 min,此时废水COD、NH₃-N和色度的去除率达88.21%、93.57%和98.68%。通过多因素正交实验确定了影响COD、NH₃-N和色度去除率的因素强弱顺序为:铁屑投入量=活性炭投入量>H₂O₂用量>pH值>MnO₂用量。     

电化学脱嵌法盐湖提锂多孔LiFePO4电极的制备

电化学脱嵌法盐湖提锂技术因其选择性高、吸附量大、绿色无污染等优点,越来越受到人们的关注,但盐湖卤水矿化度高、黏度大,导致实际提锂速率较低。基于此,以NH₄HCO₃为造孔剂,制备了具有良好渗透性和传质性能的多孔LiFePO₄电极,以改善提锂过程动力学性能。结果表明:造孔改性后电极表面具有微裂纹-微孔的复合结构,可显著强化溶液的传质过程,降低电化学极化。以多孔电极进行电化学脱嵌法提锂,其嵌锂容量由传统电极的25.6 mg（Li）/g（LiFePO₄）增加至多孔电极的35.2 mg（Li）/g（LiFePO₄）,且提锂过程的平均电流密度由8.7 A/m2提高至17.9 A/m2,提锂效率显著提高。此外采用多孔电极循环提锂30次后容量保持率高达98%,表现出良好的循环性能。      

大同煤在等离子体热解中生成HCN和NH3的研究

对大同煤中氮在等离子体反应器内的转化进行了研究，考察了输煤速率、输入功率和反应气氛等实验条件对HCN和NH₃生成的影响，同时基于Gibbs自由能最小原理，计算了C-H-O-N的热力学平衡组成. 实验和计算结果表明：煤中氮在等离子体中主要以HCN形式存在，也有少量氮转化为NH₃.随着温度的升高，理论计算得到HCN的产率逐渐增大而NH₃的产率逐渐降低，而实验结果却显示HCN和NH₃的产率逐渐升高.在纯Ar等离子气氛中随供煤速率的增加，HCN的产率呈先增大后减小的趋势，NH₃的变化趋势相反；随反应器输入功率的提高，HCN和NH3的产率逐渐增大. H₂的引入有利于HCN和NH₃的生成，CO₂降低了HCN和NH₃的产率，而O₂有利于NH₃的生成，但也促进了HCN 的进一步转化.     

La2O3对TA2钛电解渗硼的影响

以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。     

NaCl辅助低温燃烧合成法制备AL2O3/Cu复合粉末的研究

运用OM、EBSD及TEM以及室温拉伸等方法研究了卷曲温度对含Nb微合金高强钢力学性能波动的影响。结果表明, 降低卷曲温度会诱发珠光体相变并且有利于第二相的析出, 有效阻碍动态再结晶过程, 从而减小再结晶对热轧头部样品与热轧中部样品力学性能波动的影响;将卷曲温度由873 K降至793 K时, 屈服强度波动值由69 MPa降至12 MPa, 抗拉强度波动值由70 MPa降至5 MPa。     

锂电池负极材料四氧化三钴的结构优化及其电化学性能研究

以异丙醇作为溶剂,通过溶剂热法在不同反应时间下制备了前驱体碳酸钴,再采用高温煅烧法制备了超细纳米/微米多孔四氧化三钴粉末,研究了反应时间对前驱体碳酸钴及四氧化三钴的组成及形貌的影响,并测定了四氧化三钴负极材料电化学性能.结果表明,纳米/微米球(2～4μm)由细小且均匀的四氧化三钴纳米颗粒和孔洞组成;以四氧化三钴作为锂离...     

超重力法制备高分散性镁铝水滑石及其对铀酰离子的吸附性能

以硝酸镁(Mg(NO₃)₂·6H₂O)和硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O)为原料、尿素(CO(NH₂)₂)为沉淀剂,利用超重力法制备了粒径分布均匀、高分散的片状微细镁铝水滑石。通过扫描电镜、X射线衍射仪及激光粒度分布仪对样品进行了分析表征,比较了传统水热合成法与超重力法制备镁铝水滑石的形貌和粒径分布,分析了镁铝水滑石微细颗粒间形成团聚的机理,考察了异丁醇共沸蒸馏干燥工艺对产品分散性的影响,并研究了制备的镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs)对铀酰离子(UO₂²⁺)的吸附性能。结果表明,利用超重力法制备的微细Mg-Al-LDHs粒径分布均匀,为六方片状,粒径在1～2.5 μm之间; 使用非均相共沸蒸馏方法进行干燥,可有效防止Mg-Al-LDHs粉体团聚。在吸附时间120 min、UO₂²⁺初始浓度35 mg/L、吸附剂投加量0.01 g(废水体积30 mL)、pH=6、吸附温度50 ℃条件下,Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺的饱和吸附量为118.57 mg/g。表明Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺具有良好的吸附性能,是处理含铀废水的一种潜在吸附剂。     

掺Fe3+锐钛型TiO2的制备及其紫外光照下催化降解苯胺

用水热法制备了掺Fe³⁺的TiO₂晶体粉末Fe³⁺/TiO₂,并通过XRD、SEM和TEM等手段对它进行了表征。研究了在紫外光照下Fe³⁺/TiO₂对苯胺的催化降解效果。分析了苯胺初始浓度、掺Fe³⁺量、Fe³⁺/TiO₂用量、光照时间和溶液初始pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明: 所制备的TiO₂晶体为锐钛矿型即A-TiO₂;晶体粉末由直径约2.5 μm的TiO₂微米球组成,各微米球则由八面体型的TiO₂纳米晶体(长度1~1.5 μm)通过自组装形成,八面体的三角形边长100~200 nm;在50 mg/L的苯胺溶液中(pH=7),掺杂0.2%(摩尔分数)Fe³⁺的A-TiO₂粉末用量为0.5 g/L时,室温下紫外光照(λ=365 nm)反应45 min,苯胺降解率达到73.84%。     

熔盐法制备氧化镁粉体及其反应机理研究

以MgCl₂、CaCO₃、NaNO₃和KNO₃为原料, 采用熔盐法制备了MgO粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)对产物的组成与形貌进行了表征, 借助热重-差示扫描热量计(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)对制备氧化镁粉体的反应机理进行了探讨。结果表明, 在熔盐反应过程中, Mg²⁺与Ca²⁺发生置换反应, 生成白云石和碳酸镁等中间产物, 随着反应的不断进行, 白云石最终转变为碳酸镁; 550 ℃热处理碳酸镁分解为氧化镁, 经水浸泡后氧化镁水解生成氢氧化镁, 氢氧化镁前驱物为不规整的层状形貌, 厚度介于0.03～0.05 μm, 直径介于0.2～1.0 μm之间; 600 ℃热处理氢氧化镁分解为氧化镁, 产品氧化镁为颗粒状形貌, 粒径介于0.2～0.5 μm之间。     

湖南某高钙贫菱锰矿浸出实验研究

对湖南某高钙贫菱锰矿进行了浸出实验研究, 考察了酸矿质量比、温度、时间和矿物粒度对矿石浸出的影响。结果表明, 在酸矿比0.68、浸出温度50 ℃、浸出时间5 h、矿物粒度-150 μm时, 矿石中锰浸出率达到93%左右; 控制浸出液pH值为6.4, 通空气氧化除铁2 h, SDD和硫化铵用量分别为矿石中金属锰质量的1.5%和0.5%时, 溶液中铁和重金属杂质含量均可降至1 mg/L以下, 符合电解锰合格液要求。     

氨法浸出某精矿中低含量镍铜钴的试验研究

以某深度碳还原处理后的镍冶炼渣的磁选精矿为研究对象, 对其组成以及镍、铜和钴在其中的赋存状态进行了检测和分析, 研究了浸出该精矿中铜、镍、钴的可行性。以氨水-碳酸盐缓冲溶液为浸出剂, 氧气为氧化剂, 分别探讨了物料细度、浸出时间、浸出温度、氨水浓度、铵盐浓度和氧气压力对浸出效果的影响, 得出最优浸出工艺为: 物料料度为d₉₀=68 μm, 氨水浓度为3.0 mol/L,碳酸铵浓度为0.5 mol/L, 氧气压力为0.3 MPa, 温度为60 ℃, 浸出时间为120 min。在此条件下, 铜浸出率为62.5%, 镍浸出率为10%, 钴浸出率为65.8%。并以铜为例, 对氨浸试验进行了简要的机理分析。