镁掺杂对二氧化钛晶化行为的影响

采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了镁掺杂的TiO2。通过差热分析（DTA）并经过计算，发现在TiO2溶胶中加入Mg（NO3）2，可以让TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变活化能分别从137．7和163．7kJ／mol降低到70．5和108．4kJ／mol；采用X射线衍射分析（XRD），确定了在600℃热处理，获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的镁掺杂TiO2；通过紫外光催化降解甲基橙水溶液实验，证明了镁掺杂的TiO2薄膜的光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜。     

岩棉纤维对珍珠岩尾矿制备的无机保温材料物理特性的影响

以珍珠岩细砂尾矿为主要原料,采用常温发泡的方法制备了新型的无机保温材料,重点探讨了岩棉纤维添加量对保温材料物理特性的影响。研究发现,随着岩棉添加量的增加,保温材料的内部气孔的平均孔径变大且均匀性变差,孔隙率呈现先升高后降低的变化规律;而抗压强度却不断提高,导热系数逐渐降低。结合常温发泡制备保温材料的机理,对上述规律进行了初步的解释。     

密度泛函理论计算在荧光材料研究中的应用

密度泛函理论是一种基于量子力学原理的电子结构计算方法,已经成为材料科学和化学领域中重要的计算工具之一。在荧光材料研究中,密度泛函理论计算可以确定晶体结构,计算材料的的能带结构、态密度等信息来帮助研究人员理解荧光材料的本质和特性,为材料的设计和优化提供依据,同时基于密度泛函理论计算的高通量计算可以快速评估大量材料的性质,加快新材料的开发过程,降低研究成本。本文介绍了密度泛函理论计算在荧光材料研究中的应用,并探讨了其未来发展前景。     

天然沸石对模拟尾矿渗滤液中重金属离子的静、动态吸附研究

沸石具有良好的吸附性能和离子交换特性,对去除水中的重金属离子具有廉价、高效的优点。利用天然沸石矿物作为吸附材料,探讨了在不同条件下对干扰分选过程的多种重金属离子的去除效果和去除机制,研究了其在静、动态条件下去除模拟尾矿渗滤液中重金属离子的性能和机理。单一重金属离子静态吸附实验结果表明,沸石对Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺均有较好的去除效果,对4种重金属离子的吸附能力大小为Pb²⁺> Cu²⁺> Zn²⁺> Mn²⁺。混合离子静态吸附实验结果表明,在任意初始质量浓度下,Pb²⁺在沸石上的吸附量均远大于Cu²⁺、Zn²⁺和Mn²⁺。4种离子的吸附过程均符合Langmuir等温模型,属于单分子层吸附,准二级动力学模型能较好地描述沸石吸附4种重金属离子的过程,沸石在离子交换、表面静电和断键络合的共同作用下去除...     

氮掺杂TiO_2薄膜光催化剂的制备

采用溶胶-凝胶法,在电场热处理条件下,合成了晶粒度为50～60 nm的在可见光下具有较高催化活性的一种掺N的TiO_2薄膜.光催化实验表明:在可见光催化下,掺N薄膜对甲基橙溶液的催化活性大大提高了.通过XPS和XRD分析,确定了N在TiO_2中以取代O原子的形式存在,即薄膜中形成了非整比化合物TiO_(2-x)N_x,通过紫外可见光谱(UV-VIS)分析测试薄膜的透光率,观察到掺N薄膜的吸收截止波长为550 nm,说明吸收边发生了红移.以取代形式掺杂的N在窄化带隙和提高光催化活性方面具有重要的意义.     

白水泥基无机胶黏剂的制备及机理研究

以白水泥为基体,添加一定量的减水剂、速凝剂、增稠剂及聚乙烯醇聚合物等外加剂制备一种新型环保型胶粘剂,研究外加剂用量对白水泥基胶粘剂的胶原强度的影响规律。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和红外光谱(FTIR)等手段分别对改性前后白水泥基体的微观形貌、热学性能及官能团的变化进行分析,从而研究其粘接机理。结果表明,减水剂、速凝剂、增稠剂及聚乙烯醇聚合物的添加量分别为2%,0.6%,2%,8%时,在室温下养护3d后的白水泥基体的胶原强度由0.08MPa增大为1.3MPa,较纯白水泥基体提高15倍。机理分析表明,在水化过程中,外加剂与白水泥基体之间无化学键合作用,有机聚合物颗粒逐渐聚集形成连续薄膜,将水化产物粘接在一起,形成一个完整的网状结构,从而提高白水泥基胶粘剂的胶原强度。     

硅烷偶联剂改性硅藻土及其对天然橡胶/丁苯橡胶补强效果的影响

用不同的硅烷偶联剂对硅藻土进行表面改性,并将改性前后的硅藻土替代白炭黑添加到天然橡胶/丁苯橡胶并用胶中,研究了改性工艺、机理及其对橡胶补强效果的影响规律。结果表明,偶联剂硅烷KH570或Si69的最佳用量均为1.2%,改性后硅藻土颗粒表面呈现一定的疏水性。未改性硅藻土替代白炭黑后填充在天然胶橡/丁苯橡胶中后材料的抗拉强度为14.9MPa,撕裂强度32.5kN/m,300%定伸应力5.0MPa。两种硅烷偶联剂改性硅藻土后均能提高材料的撕裂强度、抗拉强度和300%定伸应力,但是不利于提高材料的扯断伸长率。填充1.2%偶联剂硅烷KH570改性硅藻土制得的橡胶样片撕裂强度提高了7.4%,300%定伸应力提高了62%,抗拉强度提高了18.1%,但扯断伸长率降低了17.4%。填充1.2%偶联剂硅烷Si69改性硅藻土制得的橡胶样片撕裂强度提高了21.8%,300%定伸应力提高了68%,抗拉强度提高了9.2%,同样扯断伸长率降低了24.5%。机理分析表明,硅烷偶联剂与硅藻土颗粒表面的吸附方式为化学吸附。     

河南夜长坪钨钼尾矿制备橡胶填料的研究

我国钨钼矿产资源丰富,但钨钼资源的大规模开发留下了大量的尾矿,占用土地,危害环境.河南夜长坪钨钼矿床位于河南省卢氏县境内,每年选矿产生的大量尾矿都堆存放置未进行处理,随着国家对环保规范要求,合理利用和资源化处理该矿区尾矿是急需解决的问题.深入研究了河南夜长坪钨钼尾矿,对尾矿的矿物组成和赋存状态进行了工艺矿物学表征,同时根据其尾矿特性,进行尾矿表面改性,并将其作为填充料,填充到丁苯橡胶的实验.矿物学研究表明,尾矿主要由硅酸盐和碳酸盐矿物组成,包括蛇纹石、石英、云母、滑石、透闪石、白云石、方解石等,含量分别为59％和30％.SiO2、CaO和MgO占尾矿总量的87.55％.尾矿粒度为0.5～300μm,其中粒径<100μm的约占80.14％.在研磨转速和时间分别为2000 r/min和5 h的条件下,尾矿的平均粒径可达到5μm.用硅烷偶联剂KH550、十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸对尾矿粉体表面湿法改性后,接触角提高,疏水性增强.最佳改性条件为:改性剂用量为2％,改性时间为5 h,改性温度为80℃,矿浆浓度为20％.通过硅烷偶联剂KH550改性的尾矿粉体填充效果最佳,尾矿粉体用量为50份时,丁苯橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、断裂力达到最大,分别为13.96 MPa、541.68％和167.52 N,与白炭黑的补强效果相当.尾矿粒径越小,橡胶的拉伸强度越大.成果具有潜在的应用前景和可观的经济效益.     

Sol-Gel法制备ZrO2粉的析晶机制

为研究溶胶-凝胶法制备的二氧化锆粉中t-ZrO2在低温稳定存在的原因,采用X-ray衍射仪和差热分析仪对二氧化锆凝胶粉的晶体结构及动力学参数进行了分析.结果表明,低温时凝胶粉中的非晶态二氧化锆近程有序结构更接近t-ZrO2的晶体结构;在600℃～800℃温区内,t-ZrO2的晶粒尺寸小于30 nm,处于表面能起决定作用的稳定区间内;t-ZrO2的析晶活化能(56.5 kJ·mol-1)低于m-ZrO2析晶活化能(109.2 kJ·mol-1).晶体结构、表面能及析晶活化能诸方面均显示出有利于凝胶粉中的亚稳t-ZrO2低温稳定存在.     

Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.