花岗岩废料闭孔发泡陶瓷的制备与性能研究

以花岗岩废料为主要原料,玻璃粉为助熔剂,碳酸钠和碳化硅为复合发泡剂,制备发泡陶瓷。考察了烧成温度、保温时间和发泡剂掺量等工艺参数对发泡陶瓷孔结构、孔隙率、表观密度、抗压强度等性能的影响。研究结果表明,烧成的发泡陶瓷泡孔大多为闭口孔,且孔壁内部封闭了许多微小气孔;当Na_(2)CO_(3)和SiC复合发泡剂掺量为3.5%,烧成温度为1100℃,保温时间为120 min时制备的发泡陶瓷性能最优,其孔隙率为87.9%,平均孔径为0.81 mm,表观密度为0.275 g/cm^(3),抗压强度为4.2 MPa。

溶胶-凝胶法制备大孔/介孔Zn/Sm共掺杂纳米TiO_2及光催化性能

以无水乙醇为溶剂,聚苯乙烯和P123为模版剂,醋酸为抑制剂,以钛酸四丁酯、六水合硝酸钐和二水合乙酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备了大孔/介孔不同掺杂量的锌/钐纳米TiO_2光催化材料.采用X线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电镜、差热-热重分析仪、紫外-可见吸收光谱仪、比表面及孔隙度分析仪对其晶型、结构、形貌、热稳定性、光学性能和比表面积进行了表征.结果表明,锌/钐共掺杂离子能够抑制TiO_2的晶型转变,降低了TiO_2的禁带宽度,增加了吸收光的范围.对合成的锌/钐共掺杂纳米TiO_2,在紫外-可见光照射下,以苯酚为探针分子进行了光催化性能的测试,结果表明,掺杂比例n(Zn)∶n(Sm)∶n(TiO_2)=2.0∶2.0∶100,煅烧温度750℃时催化活性最高,180min后苯酚降解率达到91.74%.

玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究

采用有机酸混合液为溶剂、稀盐酸为催化剂,将玉米秸秆在常压下蒸煮,再经过氧化氢处理,将半纤维素和木质素与纤维素脱离,达到分离出纤维素的目的.处理后的废液再经酸沉-醇析法,分离和回收半纤维素与木质素,实现秸秆资源的全组分分离.通过对纤维素分离工艺的探讨,确定了玉米秸秆组分分离实验的最佳工艺条件.结果表明,甲酸、乙酸和水体积比为30∶60∶10,反应温度90℃,反应时间4h,粗纤维素以5%过氧化氢为溶剂,溶液pH为12,60℃条件下处理3h,得到的纤维素纯度可达到94.2%,纤维素、木质素和半纤维素的回收率分别为88.9%、75.6%和28.5%.

以煤矸石制备发泡陶瓷的研究

以煤矸石、钾长石为主要原料,四硼酸钠和氢氧化钠为助熔剂,Na_(2)CO_(3)和SiC为混合发泡剂,制备发泡陶瓷。考察了煤矸石掺量、烧结温度、保温时间、发泡剂掺量等工艺参数对发泡陶瓷表观密度、孔隙率、导热系数和力学性能的影响。结果表明:煤矸石掺量为50%,发泡剂掺量为7%,烧结温度为925℃,保温时间为60 min时,制备的发泡陶瓷综合性能最佳。其表观密度为463.4 kg·m^(-3),孔隙率为80.6%,抗压强度为3.0 MPa,导热系数为0.1421 W·m^(-1)·K^(-1)。XRD结果显示,发泡陶瓷物相有石英、霞石和钠长石;SEM结果显示,所制备的发泡陶瓷内部由封闭独立的大气孔与微小气孔组成,孔壁内存在的微小气孔进一步提高了发泡陶瓷的孔隙率。

利用硅酸盐质废料制备发泡陶瓷的研究

分别以煤矸石、石英砂、花岗岩、大理石等硅酸盐质废料为主要原料,以钾长石、Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和NaOH为助溶剂,Na_(2)CO_(3)和SiC混合为发泡剂制备发泡陶瓷。采用热分析分别确定混合料烧结温度区间,XRD、SEM等方法对所制备发泡陶瓷进行表征,并探究该配方体系的发泡机理。结果表明,以煤矸石、石英砂、花岗岩、大理石等硅酸盐质废料在此配方体系下,均可在较低烧结温度下制备出性能较好的发泡陶瓷。以Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和NaOH为助熔剂,在较强碱性体系下能有效降低发泡陶瓷烧结温度。同时,在此烧结温度下,发泡剂Na_(2)CO_(3)和SiC协同作用,使发泡陶瓷形成大小气孔相间的封闭孔结构。

木质素液相催化解聚研究现状

木质素是一种天然非晶三维聚合物,是木质纤维素类生物质的主要组分。木质素结构中含有丰富的芳香结构以及甲氧基、酚羟基、醇羟基、羰基、醛基等官能团,是自然界中唯一具备芳香族单体的可再生资源。将木质素转化为具有高附加值的液体燃料和化学品是缓解化石资源危机的有效途径。然而,由于结构复杂,木质素是生物质三大组分中最难以被高值化利用的组分。木质素液相催化解聚在液相环境中进行,反应条件较温和,产物选择性高,因而受到广泛关注。基于木质素结构,综述国内外木质素液相催化解聚研究进展,在此基础上,对其存在问题和解决方法进行了合理分析,并指出未来发展方向。

木焦油基环氧树脂的合成与性能研究

以精木焦油和环氧氯丙烷为主要原料,采用一步法合成了环氧树脂,对其环氧值和黏度进行了测试,并采用1H和13C核磁共振波谱对其结构进行了表征。用该木焦油基环氧树脂制备防腐清漆,对涂膜的物理性质和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,用精木焦油替代双酚A能够合成出性能优异的环氧树脂,有效解决了环氧系防腐涂料涂膜脆性大、柔韧性差、耐冲击性不佳的缺陷,同时提升了涂料的防腐蚀性能。

碱法制浆黑液制备木素酚醛树脂及其应用研究

在研究纯酚醛树脂合成工艺可行性的基础上,利用碱法制浆黑液替代苯酚合成木素酚醛树脂,对影响其性能的反应回流时间、催化剂用量、黑液添加量进行考察,并应用于刨花板。研究结果表明:碱法制浆黑液可以替代苯酚合成性能良好的木素酚醛树脂,较佳的合成工艺为,反应回流时间60 min、催化剂用量20%、制浆黑液添加量30%。对应的木素酚醛树脂性能指标pH=11.24,动力黏度1560 mPa·s(30℃),固含量51.6%,游离甲醛含量0.114%,胶合强度为1.77 MPa,均符合国标的要求。压制的刨花板性能指标达到了潮湿状态下重载型刨花板的使用要求。

造纸污泥-煤矸石陶粒轻骨料的制备及性能研究

在分析了造纸污泥和煤矸石化学成分、矿物组成和热失重特性的基础上,添加黏土、钾长石、玻璃粉等辅料,在一定的烧制程序下烧制陶粒轻骨料.研究了原料中造纸污泥和煤矸石的配比、烧结温度对陶粒轻骨料的表观密度、吸水率、抗压强度及微观结构的影响.结果表明,相同原料配比下,烧结温度对陶粒轻骨料的表观密度和抗压强度的影响规律基本一致.随着烧结温度的升高,用同一原料配比烧制的陶粒轻骨料的吸水率不断降低并趋于平缓.当烧结温度大于1290℃时,用掺量为60%的造纸污泥烧制的陶粒轻骨料的表观密度最小.以造纸污泥和煤矸石为主要原料,黏土、钾长石、玻璃粉为辅料,在合理的原料配比和烧制程序下,可以烧制出轻质、吸水率低、抗压强度高、孔道结构丰富的陶粒轻骨料.

环氧木焦油重防腐涂料的制备与性能

以环氧树脂和木焦油改性胺类固化剂为主要原料制备了重防腐涂料。讨论了环氧树脂种类、稀释剂种类、云母粉(填料)的用量、气相二氧化硅(触变剂)用量、固化剂配比及木焦油用量对涂膜性能的影响。得到A组分的最优配方为:环氧树脂45.0%(质量分数,下同),分散剂0.5%,活性稀释剂10.0%,消泡剂0.5%,气相二氧化硅0.5%,云母粉8.0%,滑石粉10.0%,硫酸钡10.0%,氧化铁红0.5%,硅烷偶联剂KH-550 1.0%。而B组分的最优配方为:木焦油45.0%,聚酰胺类固化剂651 20.0%,多元胺固化剂T31 20.0%,云母粉5.0%,气相二氧化硅0.5%,硅烷偶联剂KH-550 1.0%,硫酸钡10.0%,消泡剂0.5%,分散剂0.5%。所得涂料一次性施工400μm不流挂,表干时间8 h,各项性能指标均达到GB/T 27806–2011《环氧沥青防腐涂料》的要求,尤其是涂膜能耐5%Na OH溶液9 d,耐3%Na Cl溶液16 d。

植物纤维增强阻燃酚醛泡沫的制备及性能研究

采用热处理杨木纤维和硅溶胶对酚醛泡沫(PF)进行增韧和阻燃改性,探究不同热处理方式对杨木纤维表面、热学性能及微观结构的影响,探究热处理杨木纤维、硅溶胶的添加量对PF性能的影响。结果表明:与未处理杨木纤维相比,碱热处理杨木纤维的最大质量损失速率的温度降低37℃,残炭率提高7.5%。与纯PF相比,只添加15%碱热处理杨木纤维的PF的压缩强度和冲击强度分别增加23 kPa和0.62 k J/m2,粉化率降低6.22%,LOI由25.66%降至23.11%,说明碱热处理植物纤维可以增强增韧PF,但降低PF的阻燃性能。继续添加20%的硅溶胶,PF的压缩强度和冲击强度进一步提高,粉化率降至5.59%,LOI提高至32.11%,说明硅溶胶可以进一步增韧增强PF,并改善植物纤维对PF燃烧性能的影响。

基于可再生资源的新型建筑材料研发与应用

我国是建筑业大国,每年新增建筑约20亿m2,其中95%以上为高能耗建筑,建筑能耗占社会总能耗的30%以上,且随着我国城镇化率的提高还有不断扩大的趋势,因此建筑节能刻不容缓.随着"十四五"规划和2035年远景目标的制定实施,全国多个省份明确将"加快绿色低碳发展""推广绿色建筑"写入"十四五"规划文件.采用外墙保温是实施建筑节能的有效措施之一,但建筑外保温在施工实践中面临诸多困难.有机保温材料因质轻、导热系数低,占据90%的建材市场,但其防火性能差,频繁引发的建筑火灾敲响了建筑防火的警钟.无机保温材料具有防火不燃、耐久性良好的特点,但市面上常见的泡沫混凝土、泡沫玻璃等存在容重大、吸湿性强等缺点.市场亟需一种轻质、阻燃、导热系数低、价格低廉的新型建筑保温材料.

醇-水体系下木质素的提取及结构表征

以樟木为原料,在醇-水体系下,采用不同催化剂催化提取樟木木质素,并对提取木质素进行FT-IR、紫外、SEM-EDS、质谱和热重等表征,分析木质素的结构、形貌。结果表明所考察的几种催化剂均可催化提取樟木木质素,其中浓H_(2)SO_(4)和AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取木质素有较高收率。选取浓H_(2)SO_(4)和AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取樟木木质素进行表征,结果表明醇-水体系下,不同催化剂催化提取樟木木质素的结构有所不同。樟木木廇素主要由愈创木基和紫丁香基结构单元组成,且结构较完整,具有较高品质。在醇-水体系下,选取较温和的催化剂AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取不同木质原料木质素,也获得了较高的木质素得率。