Carbonation of Dicalcium Silicate Enhanced by Ammonia Bicarbonate and Its Mechanism

The strength development law of γ-type dicalcium silicate (γ-C_(2)S) under different carbonation processes was investigated,and the carbonation mechanism of γ-C_(2)S under the action of NH_(4)HCO_(3) was clarified by using a wide range of test methods,including XRD and SEM.A method of saturated NH_(4)HCO_(3) solution as a curing agent was identified to improve the carbonation efficiency and enhance the carbonation degree of γ-C_(2)S,and then a high-strength carbonated specimen was obtained.Microhardness analysis and SEM morphology analysis were conducted on the carbonised specimens obtained under atmospheric pressure carbonisation conditions using the curing agent.It was found that γ-C_(2)S could perform carbonisation well under atmospheric pressure,which promoted the carbonisation efficiency and decreased the carbonisation cost simultaneously.Therefore,a new carbonisation process solution was proposed for the rapid carbonisation of γ-C_(2)S.

不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B_(1)的吸附性能与机理研究

以内蒙古、新疆及辽宁三地的钙基膨润土为研究对象,探究不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B1(AFB_(1))的吸附性能与机理。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、高效液相色谱仪等测试手段,研究不同产地膨润土的矿物学属性、理化性能及钙蒙脱石吸附AFB_(1)的动力学和等温吸附作用。结果表明,钙蒙脱石含量高、比表面积大、层电荷数高的内蒙古膨润土(N-Mt)吸附性能较好,当初始浓度为1.5 mg/L、吸附剂用量为5 mg时,N-Mt对AFB_(1)的饱和吸附量为1.153 mg/g,吸附过程受pH值影响较小。钙蒙脱石对AFB_(1)的吸附行为同时符合准一级动力学模型和准二级动力学模型,表明吸附过程可能同时涉及物理吸附和化学吸附。钙蒙脱石与AFB_(1)之间的吸附作用同时发生在层间域和层面上,该作用主要源于电子供体-受体结合作用和钙蒙脱石与AFB_(1)分子之间的离子-偶极相互作用。钙蒙脱石对AFB_(1)的等温吸附符合Langmuir模型,属单分子层吸附。

蛭石在低浓度盐酸和硫酸中的溶出性比较研究

蛭石作为三八面体层状硅酸盐矿物,由于其独特的层状结构被广泛应用于各领域.酸处理蛭石能提高蛭石的比表面积,改变层电荷数,达到增加表面活性官能团的目的.以新疆尉犁蛭石为原料,在低浓度盐酸和硫酸界面进行溶出性比较研究,对原料及酸浸后样品的物相、结构、微观形貌以及浸出液中各离子浓度进行表征分析.结果表明:在酸浓度较低时盐酸和硫酸对蛭石的酸蚀程度相当,在酸浓度稍微增加时硫酸对蛭石的酸蚀速度快于盐酸.两种酸的蛭石结构中各金属离子浸出的难易顺序一致,均为:层间物>八面体片>四面体片.Ca^(2+)作为层间阳离子在酸浸前4 h的溶出速率远大于八面体阳离子Mg^(2+)和四面体阳离子Al^(3+),且层间物中Ca^(2+)相比于K^(+)更容易浸出.适当的酸处理可以提高蛭石的阳离子交换容量.本文对于蛭石的利用开发具有一定意义.

钾长石分解反应热力学与过程评价

综述了添加各种助剂分解钾长石的研究进展。对不同体系中钾长石分解反应的G ibbs自由能和能耗计算,综合考虑一次性资源、能源消耗量和烧结过程的环境相容性、产品方案等因素,结果表明:只有以石灰石、碳酸钠为配料的工艺路线具有实际工业应用价值;而唯有以碳酸钠为配料时,钾长石原料烧结过程才具有一次性资源消耗量最少、能耗最低、温室气体CO2排放量最小、且可生产高附加值产品、实现完全清洁生产等优点。因此,选择以碳酸钠为配料分解钾长石的技术路线,具有良好的工业化应用前景。

凹凸棒石粘土的显微结构特征

本文利用电子显微分析技术对凹凸棒石粘土在四种不同状态下的显微结构进行了观察与研究，并分析了凹土的显微结构与吸附性和胶体性的关系。结果表明，原矿凹土的晶束粗大，相互间聚集致密；在挤压凹土的显微结构中形成了花样片状间隙结构且部分粗大晶束被撕散；预分散凹土的显微结构特征是晶束细而长且呈松散交错的聚集状态；提纯凹土的晶束细而短，三维空间交错排列均匀，少有孔洞。可以通过挤压、预分散，湿法提纯等技术方法对凹土进行“结构改性”，以促使凹土显微结构“松散化”，从而增加凹土的有效比表面积和分散性，最终达到提高凹土产品的吸附性能和胶体性能的目的。

硅砖中α-方石英的晶体结构与形貌

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了几种不同状态硅砖的晶体形貌和晶格常数。结果表明:经1350℃煅烧72h,1450℃再煅烧3h的块状结晶石英岩,70%的石英已转化为微晶方石英。1430～1450℃经48～72h烧成未用的硅砖主相为鱗石英和方石英,并有少量残留石英。经<1250℃使用15年的硅砖主相为鱗石英和方石英,已不见残存石英。经1550～1600℃使用3年的硅砖的稳定相只有α方石英,其晶格常数为:a0=0.49695nm;c0=0.69250nm,形成的方石英都具有标准的晶格构造,粒状酷似八面体的四方双锥,未见正三角形晶粒。

C-S-H表面对SO_4^(2-)的吸附特性

考察了各种硫酸盐溶液中浸泡过的水化硅酸钙(C-S-H)对SO42-离子的吸附量及其相应条件下C-S-H的ζ电位。应用表面物理化学原理分析了C-S-H表面对SO42-的吸附特性。实验结果表明:C-S-H对SO42-的吸附量随溶液的浓度及溶液中阳离子的电价而变化,在高浓度Al2(SO4)3溶液中浸泡的C-S-H对SO42-的吸附能力明显增大。被吸附的SO42-不容易进入吸附层而主要分布在扩散层。扩散层中SO42-仍可能处于C-S-H表面的长程vanderWaals力的吸引作用之下。SO42-滞留于C-S-H表面的程度与溶液的离子强度有关。

水在ZSM-5型分子筛中吸附的Monte Carlo模拟

The adsorption behavior of water on ZSM-5 was simulated by using the grand canonical ensemble Monte Carlo (GCEMC) method.The geometric structure and properties of ZSM-5 were first analysed by the Connolly surface methods and Solvent surface methods.Simulation results showed that Connolly free volume and the volume of water molecular inaccessible in zeolite gradually decreased with decreasing zeolite ratio nSi/nAl.ZSM-5 zeolite was strongly hydrophobic under low pressure conditions,and its adsorption capacity would increase with increasing pressure.Desorption curves had a certain lag,and this proved the existence of capillary rally phenomenon.The adsorption capacity of ZSM-5 zeolite exchanged by K+,Na+,Ca2+ had a significant change,and increased with increasing aperture size.The adsorption capacity of zeolite increased with Si atoms replaced by Ti atoms in zeolite matrix,while it would decrease with increasing number of Al atoms replaced by Ti atoms.At the same adsorption capacity,the absorption heat reduced with increasing nSi/nAl ratio or aperture size.

反相微乳液法制备不同形貌超细二氧化硅

在水/甲苯/十二烷基硫酸钠/正戊醇形成的四元W/O型微乳液中,通过渗透反应和融合反应分别合成了不同形貌的超细二氧化硅颗粒。利用相图研究了W/O型微乳液系统相行为稳定性与制备条件的关系。讨论了以反相微乳液为媒介,不同制备工艺及R值对产品形貌和粒径大小的影响,并对其机理进行了分析。

新型陶瓷材料Ti_3SiC_2制备技术的研究进展

Ti3SiC2兼有金属和陶瓷的许多优异性能。因此,Ti3SiC2在作为高温结构材料、自润滑材料以及电极材料等方面具有十分广阔的应用前景。本文重点介绍了Ti3SiC2的各种制备技术,并指出了各自的应用特点和存在的主要问题以及未来的研究方向。

外加剂对泡沫混凝土性能的影响

以P.O32.5级水泥、Ⅲ级粉煤灰为主要原料,采用外加剂单因素试验研究方法和塌模试验,研究了四种外加剂对泡沫混凝土性能的影响。结果表明:聚羧酸减水剂最佳掺量为2.5%,速凝剂最佳掺量为3%,PP纤维最佳掺量为0.4%,稳泡剂最佳掺量为0.06%。通过四种外加剂相互耦合,制备的泡沫混凝土能有效解决泡沫混凝土现浇承重墙体时容易出现的塌模、开裂等问题。

锂离子交换ZSM–5型分子筛中水分子吸附特性的分子模拟

用巨正则系综 Monte Carlo(grand canonical assemblage Monte Carlo, GCMC)模拟方法计算了水在 HZSM–5 型分子筛中的吸附热,计算结果与文献报道的实验结果吻合得较好。模拟了水在经锂离子(Li+)交换后的 ZSM–5 型分子筛上的吸附等温线。在此基础上,进一步预测了水在不同硅铝摩尔(下同)比的 LinZSM–5 型分子筛中的吸附性质。计算结果显示:分子筛骨架上的硅铝比显著影响水的吸附量和等温吸附曲线,随着硅铝比的减小,分子筛中的自由体积减小,对水的吸附量增加。水分子的主要吸附位置是在 Li+ 和铝原子的周围,LinZSM–5 型分子筛中存在着 1 个主要的吸附位点。Li+等金属阳离子的交换能有效降低水的吸附热。在吸附量相同的条件下,水的吸附热随着硅铝比的升高而降低。

熔融NaOH分解橄榄石型硅酸盐的反应机理

采用熔融NaOH分解Mg2SiO4和MgNiSiO4,采用拉曼光谱对碱熔融过程进行在线检测,利用X射线衍射仪和红外光谱仪等分析碱融后的水浸渣,研究硅酸盐在熔融碱中的分解机理。结果表明:NaOH对Mg2SiO4中Mg离子的释放是逐次进行的,其中间产物为Na2MgSiO4;MgNiSiO4在碱熔融分解过程中,Ni离子优先于Mg离子从硅酸盐阵列中释放;镁和镍橄榄石型硅酸盐中的Mg—O和Ni—O最终都可以被Na—O替换,生成Na4SiO4。

纳米白炭黑的复合改性及性能表征

为使纳米白炭黑具有强疏水性,在传统硅烷偶联剂改性工艺基础上,引入了硬脂酸进行复合改性,制备出了具有高疏水性能的纳米白炭黑。采用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测试和沉降实验等研究了改性后试样的结构和性能,并讨论分析了复合改性的机理。结果表明:通过硅烷偶联剂改性,白炭黑表面接枝了氨基(—NH2)基团;硬脂酸改性后,—NH2基团与硬脂酸的羧基基团(—COOH)形成酰胺键(—CONH—),白炭黑最终表面形成了疏水性能优异的—(CH2)3COHN—(CH2)16CH3基团。复合改性后的纳米白炭黑表面通过化学键接枝了硬脂酸分子,与水的接触角达到了140°,具有优异的疏水性能。

假白榴正长岩烧结反应过程的热力学分析与评价

在综合分析假白榴正长岩物相组成的基础上,以碳酸钠为助剂,分解假白榴正长岩中主要矿物相,对其进行热力学分析,并与石灰石烧结法进行比较。烧结反应实验结果表明,采用碳酸钠为助剂,假白榴正长岩粉体在760～880℃条件下反应1.0～1.5h,矿石中主要矿物的分解率可达97.1%。热力学计算结果表明,纯碱烧结法处理1t假白榴正长岩矿石,消耗Na2CO30.65t,且约95%的Na2CO3可以回收循环利用,消耗标准煤190.97～206.82kg,排放CO20.77～0.81t,一次性资源消耗量、标准煤耗、温室气体CO2排放量分别比石灰石烧结法分别减少了65%、63%、65%。纯碱烧结法具有一次性资源消耗低、能耗低和温室气体CO2排放量少等优点,工业化应用前景十分广阔。

莫来石/硅酸盐低膨胀率粘接材料固化机理与结构性能

以硅酸钠水溶液、莫来石粉体为原料制备了低膨胀率的莫来石/硅酸盐粘接材料,并通过FT-IR、XRD、NMR等方法对不同温度下热处理的样品进行了表征。结果表明,材料的固化反应发生在室温与400℃之间,为硅酸钠水溶液中的链式或环式聚硅酸、莫来石粉体上的铝羟基间缩合脱水反应,构建了以硅、氧、铝为主的三维体型网状结构;所制备的具有低膨胀系数的莫来石/硅酸盐粘接材料在100～400℃的温度范围,线膨胀系数为(1.2～3.7)×10-6K-1,600℃时线膨胀系数最大为1.45×10-5K-1,套接压缩剪切强度达25MPa。

蛇纹石硫酸浸出过程动力学研究

首先确定了蛇纹石硫酸浸出过程中影响浸出速率的主要因素，以此为条件，对蛇纹石中ＭｇＯ的浸出速率进行了研究．结果表明：ＭｇＯ的浸出动力学能适用容积反应模型，其浸出速率可表示为样品中残留ＭｇＯ量的二级反应，其表观活化能约为９３．２０ｋＪ／ｍｏｌ，属化学反应控制．

CaO-SrO-硅灰-H_2O体系的水热合成产物

为查明放射性核素锶与硅酸盐水泥(基本组成为CaO和SiO2)-H2O体系之间的作用机制,运用XRD、TG-DSC、SEM等测试技术,研究了80℃,水热条件下,CaO-SrO-硅灰-H2O体系的水化产物,测定了该水化产物的溶解度。结果表明:在实验条件下,Sr2+能取代水化硅酸钙凝胶中Ca2+而形成固溶体,并使CSH凝胶结构更趋无序;SrO能与硅灰、水发生反应,优先生成柱状晶态产物3SrO·2SiO2·nH2O;3SrO·2SiO2·nH2O在290～350℃之间脱去结晶水;水化硅酸钙锶固溶体以絮状凝胶为主,而3SrO·2SiO2·nH2O则为柱状晶体且无交叉连生现象;钙硅比为1的CSH凝胶溶解度为0.567mmol·L-1;3SrO·2SiO2·nH2O比CSH凝胶的溶解度大,约为3倍。

两步反相微乳液法原位制备纳米SiO_2/聚甲基丙烯酸甲酯复合微粒

采用两步反相微乳液法原位聚合制备纳米SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)复合微粒。首先,通过混合2 个分别增溶有2种反应物的微乳液,制备纳米SiO2粒子;然后,向混合后的微乳液中滴加单体及引发剂,通过单体的原位聚合反应得到SiO2/ PMMA复合微粒。通过相图研究:确定了微乳液法制备复合微粒时初始组分的用量。通过透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、X射线光电 子能谱等手段对复合微粒进行了表征。结果表明:聚合后的PMMA包覆在SiO2表面,复合微粒的平均粒径为30nm,分散性良好。复合微粒 中不能被抽提出来的聚合物占10.08%,这部分聚合物以Si—O—C键形式接枝在SiO2表面。

用半经验AM1算法研究地聚合反应中的溶解过程

在评析偏高岭土分子结构的基础上,建立了其结构代表模型,然后利用计算化学中的半经验AM1算法研究了该模型在高碱环境下的溶解全过程.计算结果表明,[AlO4]单六元环比[SiO4]单六元环更具有活性;偏高岭土在NaOH溶液中比在KOH溶液中更易发生溶解反应;Na+比K+表现出更为强烈的离子配位反应;偏高岭土溶解后的残环和碱溶液进一步反应与残环及碱溶液的种类有关.