复合添加MgO和La_(2)O_(3)对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响

纳米微晶氧化铝磨料具有良好的通用性和高精度磨削能力,且性价比较高,在机械制造、轴承、模具、汽车等领域有广泛的应用潜力。本研究以勃姆石(γ-AlOOH)为原料,MgO、La_(2)O_(3)为添加剂,采用溶胶-凝胶工艺合成纳米微晶氧化铝。通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和从头算分子动力学方法模拟计算研究了添加剂对微晶氧化铝相转化、物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:复合添加MgO和La2O3可以使氧化铝中间相θ-Al_(2)O_(3)向α-Al_(2)O_(3)转化的温度从1257℃降低到1105℃,将致密化温度从1600℃降低到1350℃,将微晶氧化铝的晶粒尺寸从1.04 mm减小到120 nm,实现了低温致密烧结。

聚己内酯/MgO复合纳米纤维膜的制备及其性能

为制备集多种功能于一体的纳米纤维膜,将MgO纳米颗粒加入至可降解聚己内酯(PCL)溶液中,通过静电纺丝技术制备PCL/MgO复合纳米纤维膜,研究了其微观形态、结晶结构、过滤性能和抗菌性能等。结果表明:PCL/MgO复合纳米纤维的直径比纯PCL略有增加,且纤维膜中MgO依然保持着结晶状态;与纯PCL纤维膜相比,PCL/MgO复合纳米纤维膜的透气率增加,水接触角增大,透湿率减小;PCL/MgO复合纳米纤维膜的过滤效率为97.57%~98.87%,紫外线防护系数均大于50,具有良好的过滤性能和优异的紫外线防护性能,其对大肠杆菌的抑菌率为73.78%~98.55%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为53.61%~97.56%;对大肠杆菌的抑菌率优于金黄色葡萄球菌是因为MgO纳米颗粒具有晶格缺陷,更易与带有负电荷的大肠杆菌形成较强的相互作用。

小尺寸压蒸试件的MgO水泥基材料微观结构研究

为促进MgO混凝土的推广应用,采用汞孔隙率法和扫描电子显微镜法对小尺寸压蒸试件的MgO水泥基材料(水泥砂浆和一级配混凝土砂浆)的微观结构进行了研究。结果表明:随着试件尺寸的变化,MgO水泥基材料的平均孔径由大到小的排序为微试件、小试件、标准试件;无害孔和少害孔占比由大到小的排序为标准试件、小试件、微试件;MgO掺量相同时,随着粉煤灰掺量的增大,与小试件和微试件相比,标准试件的平均孔径最小,而无害孔和少害孔占比最大。

PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜的制备及性能分析

为提高聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的性能,在PAN溶液中掺杂了MgO和Ag纳米颗粒(MgONPs和AgNPs),通过静电纺丝方法制备了不同质量分数的PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜,采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外线透反射分析仪、过滤性能测试仪测试复合纤维过滤膜的微观形态、结晶结构、透气性、透湿性及过滤性能等。结果表明:纯PAN纳米纤维的直径为222.9 nm,PAN/MgO/Ag复合纳米纤维的直径为151.5 nm~258.6 nm。相对于纯PAN纤维膜,PAN/MgO/Ag复合纤维膜具有优良的过滤性能和紫外线防护性能,其紫外线防护系数为38.73~55.37,过滤效率为95.36%~97.59%,阻力压降为46.06 Pa~58.31 Pa。当MgONPs和AgNPs的质量分数都是0.75%时,PAN/MgO/Ag复合纤维膜的品质因子最高,为0.071 4 Pa^(-1),过滤性能最好,属于高效低阻且具有防紫外线功能的过滤膜材料。

矿物掺合料对MgO膨胀剂膨胀性能的影响及其机理

MgO膨胀剂具有良好的膨胀稳定性,与混凝土收缩相匹配,可以有效抑制混凝土收缩裂缝的产生。研究了矿物掺合料对MgO膨胀剂膨胀性能的影响及其机理。通过对不同配合比的8%MgO膨胀剂混凝土进行抗压强度、抗折强度和限制膨胀率的测试,探究了矿物掺合料对混凝土性能的影响。试验结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度降低,而矿渣对其强度影响不明显。混凝土在水中养护的膨胀过程可以分为潜伏诱导期、快速膨胀期、缓慢膨胀期和稳定期。矿物掺合料的加入降低了MgO膨胀剂的膨胀效果,且掺量越高,影响越大,其中粉煤灰的影响更为显著。膨胀是由于MgO反应生成的Mg(OH)_(2)晶体填充孔隙所致,矿物掺合料通过降低MgO反应程度和增加孔隙率来减少膨胀现象。矿渣的活性较高,对MgO反应的阻碍较小。

铜换热表面MgO颗粒与碳酸钙混合污垢沉积特性的分子动力学模拟

为探究MgO颗粒与碳酸钙混合污垢在换热表面沉积特性与机理,该文采用分子动力学模拟方法分析MgO颗粒和碳酸钙混合体系在铜换热表面的沉积过程,并通过改变碳酸钙浓度讨论浓度对混合污垢沉积特性的影响规律。结果表明,在混合污垢沉积过程中,碳酸钙团簇在颗粒与换热表面间起到连接作用,形成稳固的沉积状态。此外,MgO颗粒对离子缔合形成团簇过程中的动力学特性和结构特性有所影响。随着碳酸钙浓度由0.26 mol/L升至1.1 mol/L,换热表面直接吸附的碳酸钙团簇数量变多,MgO颗粒更容易通过碳酸钙团簇的相互作用沉积在换热表面。MgO颗粒促进了碳酸钙的缔合过程,碳酸钙促进了混合团簇的沉积,进而形成初始沉积阶段的混合污垢。

含MgO膨胀剂的水泥砂浆在恒温和变温养护制度下的限制膨胀率

温度对MgO膨胀剂在水泥基材料中补偿效果的影响至关重要。本文通过测试不同养护制度下水泥砂浆的限制膨胀率、水化产物矿物组成、产物形貌和分布以及MgO膨胀剂的水化程度,揭示了MgO膨胀剂在水泥基材料中的温度敏感性。结果表明,随着养护温度升高,含8%(质量分数)中速型MgO水泥砂浆的限制膨胀率显著增加,特别是在50℃养护条件下,其28 d限制膨胀率是25℃下的1.7倍。不同养护制度对MgO膨胀性的影响规律存在差异,在高温升-慢冷却的变温养护制度中,含快速型MgO的水泥砂浆限制膨胀率最大,且降温过程膨胀率降低趋势明显,而在低温升-快冷却的变温养护制度下,体系水化持续进行,MgO膨胀效果可持续发挥。此外,MgO在水泥净浆中的反应程度也随养护温度的升高而增加,为25%~65%,水化产物Mg(OH)_(2)主要以凝胶状态存在,但随着温度升高到50℃,部分凝胶状的Mg(OH)_(2)转化为片状晶体,从而进一步优化了水泥基材料的微观结构和膨胀性能。该研究为理解和优化MgO膨胀剂在水泥基材料中的应用提供参考。

PBST/TiO_(2)/MgO复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO_(2)/MgO NPs改性,采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO_(2)/MgO NPs纳米复合薄膜,并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO_(2)/MgO NPs对PBST基体机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10^(-11) g·m/(m^(2)·s·Pa),相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%,水蒸汽透过率降低了32.37%,且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著,分别达到98.7%和97.2%,并对圣女果有良好的保鲜性能,当改性后的TiO_(2)/MgO NPs质量含量为5%时,复合薄膜的性能最佳。

MgO基CO_(2)吸附剂成型技术研究进展

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是缓解温室效应的有效途径。使用固体吸附剂捕集CO_(2)是减少CO_(2)排放的可靠途径之一。在各种固体吸附剂中,MgO基吸附剂由于具有来源广泛、再生温度低以及理论吸附容量高的特点备受关注。但成型后的MgO基吸附剂颗粒面临着机械强度低、稳定性差和极易逸出反应器等问题,难以在工业中被广泛应用。重点总结了不同成型方法以及成型工艺条件对MgO基吸附剂的CO_(2)吸附性能的影响。在MgO基吸附剂成型时,颗粒尺寸较小的吸附剂的碳酸化速率较快,磨耗率较低。添加适量成型助剂和蒸汽可以改善吸附剂颗粒的化学性能和机械强度,但较高的煅烧温度会加剧吸附剂颗粒的烧结和磨损。今后,MgO基CO_(2)吸附剂成型技术的研究重点应以简单的工艺、低成本和良好的循环稳定性为立足点,制备既具有良好CO_(2)吸附性能,又具有良好机械性能的吸附剂颗粒应用于工业化CO_(2)捕集。

纳米棒状MgO固相萃取结合高效液相色谱荧光法测定食用油中的苯并[a]芘

采用直接沉淀法合成了一种纳米棒状Mg O吸附剂,结合固相萃取-高效液相色谱荧光检测(SPE-HPLC/FLD)建立了食用油中苯并[a]芘(Ba P)的快速分析方法。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积和孔径分析仪(BET)对合成的棒状Mg O进行了表征,结果表明Mg O纳米材料是多晶立方结构,呈棒状形貌,具有较大的比表面积,非常适合作为SPE的吸附剂。对SPE过程中吸附剂用量、清洗液种类、解吸液种类及用量、上样液体积进行了详细的优化。在优化的条件下,食用油中Ba P在0.5~20.0μg/kg浓度范围内,线性方程回归系数的平方(R^(2))为0.9999,以信噪比的3倍和10倍计算方法检出限和定量限分别为0.10μg/kg和0.33μg/kg。同时,Ba P在低、中、高3种加标浓度下回收率在85.3%~96.5%,日内日间相对标准偏差范围在2.3%~9.0%,表明本方法具有很好的准确度和精密度。最后,将该方法应用于8种实际油样中Ba P的分析,所有样品的回收率在77.8%~92.5%之间,相对标准偏差小于9.8%,表明该方法具有很好的适用性,在实际样品分析中具有很好的应用前景。

轻烧MgO粉对凝胶注模法制备MgAl_(2)O_(4) 多孔陶瓷性能的影响

为了降低原料成本,简化工艺流程,提高MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的性能,将Al_(2)O_(3)粉和MgO粉于1500℃保温2 h合成了MgAl_(2)O_(4)粉体,再外加轻烧MgO粉(外加质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%),采用凝胶注模法于1500℃保温2 h制备了MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷,研究轻烧MgO粉外加量对MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷结构和性能的影响。结果表明:1)以轻烧MgO粉作为固化剂制备的MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷烧后线收缩率较小,具有较好的尺寸稳定性,且孔径主要分布在0.5~2.0μm;2)随着轻烧MgO粉外加量的增加,MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的显气孔率和气通量增加,显微结构较均匀;3)当轻烧MgO粉外加量(w)为2.0%时,MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的综合性能最佳。

菱镁矿尾矿细粉对MgO-SiO_(2)质浇注料性能的影响

为提高MgO-SiO_(2)质浇注料的烧结性能,缩短烧结时间并降低生产成本,以电熔镁砂、SiO_(2)微粉、板状刚玉细粉、碳化硅细粉和菱镁矿尾矿细粉为主要原料,制备了MgO-SiO_(2)质浇注料。研究了菱镁矿尾矿细粉加入量(加入质量分数分别为0、2%、4%、6%和8%)对浇注料流动性、显微结构以及力学性能的影响。结果表明:1)菱镁矿尾矿细粉分解生成的高活性MgO与SiO_(2)微粉原位反应促进了镁橄榄石颈部连接的形成,且原料中镁砂与刚玉细粉的原位反应促进了尖晶石颈部连接的形成;2)菱镁矿尾矿中的CaO和SiO_(2)等杂质在高温下与MgO反应生成了低熔点钙镁橄榄石相,在1500℃时以液相存在,促进了试样的烧结;3)添加4%(w)的菱镁矿尾矿细粉时,浇注料的综合性能最佳。

MgO−V_(2)O_(5)二元系固相反应相变及产物溶解行为

研究不同摩尔比MgO−V_(2)O_(5)混合物的固相反应行为。采用等温溶解平衡法测定25~55℃下反应产物(钒酸镁)在水中的溶解度,并研究其在稀硫酸中的溶解行为和动力学。结果表明,MgO与V_(2)O_(5)的摩尔比和焙烧温度对固相反应产物的相变有较大影响;MgV_(2)O_(6)在水中溶解度最大,其次是Mg_(2)V_(2)O_(7)和Mg_(3)V_(2)O_(8);随着pH值从4.0降低到2.5,温度从30℃增加到70℃,钒酸镁在稀硫酸中的溶解率显著增加,其在稀硫酸中的溶解符合二级伪均相反应模型。

剑麻纤维改良MgO-GGBS碳化粉质黏土物理力学性质与微观机制

为解决传统固化剂——水泥的能耗高和环境污染大等问题,本研究采用MgO-粒化高炉矿渣(GGBS)碳化加固粉质黏土,采用剑麻纤维改善固化土的抗裂性,探讨了纤维掺量和纤维长度对碳化改良土物理和力学性质的影响。结果表明:在相同纤维长度下,随纤维掺量增加,MgO-GGBS碳化固化土样的体积增长率、含水率和内摩擦角增加,而黏聚力先增加后减小,无侧限抗压强度先增大后减小最终趋于稳定,黏聚力和强度的峰值出现在0.4%纤维掺量处。在相同纤维掺量下,随纤维长度增大,MgO-GGBS碳化固化土样的体积增长率先减小后增大,在长度10 mm时达到最小;含水率几乎不变;强度先增加后趋于稳定,在长度5~10 mm时提升显著;破坏应变增加,但几乎不受纤维掺量影响;碳化含纤维土样的黏聚力与内摩擦角先增加后减小,并在长度10 mm时达到最大。基于试验结果,提出了剑麻纤维改良MgO-GGBS碳化土加固的机理概念图,揭示了碳化土体基于纤维交织作用、固定作用和填充作用的改良机制。用MgO-GGBS-剑麻纤维等低碳材料代替水泥能显著提高碳化固化粉质黏土体的处理效果和抗裂性能。研究成果将对促进工业固废GGBS和农业废弃纤维在加固软弱地基土中的应用提供理论指导,对岩土工程“双碳”目标实现具有重要意义。

负载MgO-CeO_(2)改性活性炭的脱硫机理

通过XRD、H2-TPR、XPS等方法对MgO-CeO_(2)改性的煤基柱状成型商品活性炭的脱硫机理进行了研究。实验结果表明:高温煅烧改性,使MgO与CeO_(2)反应形成Ce-Mg-O固溶体,当MgO质量分数低于5%时,因固溶体的形成,XRD谱图上没有明显的MgO晶体衍射峰。MgO的加入改变了CeO_(2)的还原环境,加速了Ce^(4+)→Ce^(3+)的还原和氧空位的形成,其中4Ce6Mg/AC样品还原性最强。推测其脱硫机理为:SO_(2)因活性炭优良的吸附性能直接吸附;SO_(2)被CeO_(2)活性位点催化氧化,以硫酸盐的形式除去;SO_(2)被MgO活性位点化学吸附,以亚硫酸盐的形式除去;镁铈双金属氧化物之间存在协同效应,促进了晶格氧的迁移转化,显著增强了改性样品的脱硫性能。

养护制度对掺MgO膨胀剂混凝土力学性能的影响研究

研究了不同掺量MgO膨胀剂在自然养护、标准养护、限制养护和高温养护条件下对混凝土力学性能的影响,结果表明:随着MgO膨胀剂掺量增大,各养护条件下,混凝土抗压强度均逐渐降低;不同养护条件对混凝土强度影响明显,高温养护下强度发展最快,自然养护下,强度发展最慢;对于C30混凝土,掺20 kg MgO膨胀剂对混凝土强度无明显负面影响;掺MgO膨胀剂混凝土长龄期抗压强度无倒缩现象。

MgO对包钢高炉渣流变特性及熔化性影响的实验研究

基于包钢高炉炼铁生产原燃料条件,在实验室条件下以包钢4#高炉渣为基础,采用纯化学试剂配制渣样,在N_(2)气氛下分析了MgO对包钢高炉渣流变特性的影响。同时,探索了MgO对包钢高炉渣熔化性能和热焓的影响。结果表明,实验条件下,炉渣MgO含量由8.00%升高至13.00%,包钢高炉渣熔化性温度呈升高趋势,黏度和黏流活化能呈先降低后升高的趋势,炉渣流动性和热稳定性先变好后变差。另外,随炉渣MgO含量升高,包钢高炉渣熔化性能特征温度呈先降低后升高趋势,炉渣热焓呈升高趋势,表明炉渣在高炉炉缸蓄热能力增强。综合考虑实验研究结果、相关理论计算及包钢现有高炉炉渣MgO含量控制水平,建议包钢高炉渣MgO含量控制为10.00%。

As和MgO的加入对铜冶炼渣中砷玻璃化的影响

研究FeO−SiO_(2)−Fe_(2)O_(3)−B_(2)O_(3)−CaO−Al_(2)O_(3)−(MgO)体系铜冶炼渣中砷(As)的玻璃化。通过XRD、SEM、FTIR和XPS分析手段系统地研究As玻璃化机制。结果表明,As与铁硅酸盐炉渣表现出良好的相容性。FTIR和XPS分析结果表明,As可以部分替代硅形成Si—O—As结构,从而提高熔体的聚合度。[BO_(3)]^(3−)结构单元随着As含量的增加而趋于减少,而加入MgO后则观察到相反的行为。此外,MgO增加了熔体的非桥氧数量(NBO)。TCLP、SPLP和pH依赖性测试结果表明,As的浸出毒性随着As含量的增加而增加,但随着MgO的加入而降低。DSC分析结果表明,As和MgO的加入均可以改善含As玻璃的热稳定性。

MgO掺杂对NBT-SBT陶瓷电容材料介电及储能性能影响

为提升钛酸铋钠(NBT)基无铅陶瓷电容材料的储能性能,以A位掺杂方式向0.65[Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)]-0.35Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)中引入MgO,并采用固相烧结法制备了不同摩尔含量(x=0.01~0.06)的0.65[(Na1-x,Mgx)0.5Bi_(0.5)TiO_(3)]-0.35Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(NBT-SBT)陶瓷样品。通过SEM观察和XRD表征,发现随着Mg^(2+)含量的增加,NBT-SBT陶瓷的晶粒尺寸呈先减小后增大的变化,在Mg^(2+)掺入量(x)为0.025时,陶瓷晶粒尺寸最小。介电温谱和电滞回线测试表明该陶瓷为典型的铁电弛豫体,具有较高的介电常数(εr)和电极化强度(Pmax)。在100 k V/cm电场下,(Na0.94,Mg0.06)BT-SBT的可释放能量密度Wrec高达1.65 J/cm^(3),储能效率η为75%,综合性能优于同类NBT基陶瓷样品。结果表明,MgO掺杂的(Na1-x,Mgx)BT-SBT陶瓷具有优异的储能密度和效率,可为电子电力设备等领域的高功率储能电容器件的研究提供参考。

MgO-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质的制备及表征

为了获得致密性高、晶粒尺寸小、两相分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质,首先以Nd(NO3)3·6H_(2)O、C_(12)H_(28)O_(4)Zr为原料,采用sol-gel法合成了有序P型Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石,再和Mg O复合制备了Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。利用XRD、SEM-EDS等方法研究了化学组成、烧结时间、烧结温度对复相陶瓷的物相组成、晶粒大小以及致密性的影响。结果表明:采用sol-gel法在1200℃煅烧10 h能够成功合成出结晶良好的Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石。此外,在1500℃烧结24 h,可以制备出致密性高、晶粒分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。