转晶剂对磷石膏制备无水硫酸钙影响的研究

磷石膏(PG)产生量大、资源化利用困难,严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值,以除杂后的PG为原料,以NaCl和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为转晶剂,采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO_(4)。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等分析方法研究转晶剂对无水CaSO_(4)制备的影响。结果表明:当NaCl质量分数为15%、EDTA-2Na质量分数为0.5%时,PG结晶水脱水时间由120 min缩短至40 min,脱水效果显著;同时,无水CaSO_(4)晶体粒度分布均匀,颗粒表面完整,D_(50)为5.26μm,白度值为92.5%,P_(2)O_(5)质量分数仅为0.045%。这主要是因为非晶格Na^(+)降低了体系中水的活度,促进PG脱水转晶及杂质脱除;EDTA-2Na中羧基基团与石膏晶体表面的Ca^(2+)发生配位形成的配位离子层可调控无水CaSO_(4)晶体生长,修饰晶面。

改性粒状硫酸钙制备及其在聚氯乙烯中的应用

使用常压酸化法以磷石膏为原料制备粒状硫酸钙(G-CaSO_(4)),利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)探究了反应温度和反应时间对粒状硫酸钙物相和形貌的影响,对最佳条件下制备的粒状硫酸钙进行了红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM、HR-TEM)分析。然后,使用硬脂酸对粒状硫酸钙进行改性得到改性粒状硫酸钙(MG-CaSO_(4)),将改性粒状硫酸钙作为填料应用于聚氯乙烯(PVC)中,研究了改性粒状硫酸钙对聚氯乙烯复合材料微观形貌和力学性能的影响。结果表明:粒状硫酸钙最佳制备条件为反应温度为100℃、反应时间为4 h,在此条件下成功制备得到平均粒径为0.27μm的粒状硫酸钙;使用5%(质量分数)的硬脂酸改性粒状硫酸钙,得到改性粒状硫酸钙;将改性粒状硫酸钙作为填料应用到聚氯乙烯中,当其添加量为2%(质量分数)时,聚氯乙烯复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度分别提高了11.39%、41.73%和14.02%。研究结果可为磷石膏的高值化利用提供参考。

双掺杂协同Li_(3)PO_(4)包覆对超高镍正极电化学性能的影响

超高镍层状氧化物LiNi_(x)Co_(y)Mn_(z)O_(2)(x≥0.9,x+y+z=1)凭借高能量密度被应用于锂离子电池正极材料,但由于镍含量的增加导致其容量保持率和热稳定性会急剧劣化。采用共沉淀法制备了LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)超高镍正极,再通过湿法混料结合高温固相法,将Ga^(3+)和Zr^(4+)掺入LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)(NCM)的晶格内并在其表面形成磷酸锂(Li_(3)PO_(4))包覆,以克服其电化学性能的骤降。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)进行表征,结果表明,双离子掺杂协同表面包覆解决了正极材料Li+/Ni^(2+)混排及界面副反应等问题。在2.7~4.3 V电压范围和1C下循环200次,最佳改性量的样品NCMGZ@LPO_(2)容量保持率为83.5%,而NCM仅为64.5%。在4.5 V电压下,NCMGZ@LPO_(2)在0.2C/10C放电比容量分别为215.5/143.5 mAh/g,均高于NCM。

硫掺杂Li_(4)Ti_(5)O_(12)负极材料的电化学性能研究

钛酸锂(LTO)负极由于其安全性高、循环寿命长而受到广泛关注。在此,通过溶剂热法制备硫掺杂LTO材料作为锂离子电池负极,并对其电化学性能进行研究。X射线衍射(XRD)结果显示,引入的硫原子取代了部分Ti^(4+),使LTO的晶胞体积增大、电导率增加。扫描电镜(SEM)结果表明,LTO粒径减小,这是由于掺杂的硫原子干扰了LTO的晶体生长导致的。通过充放电测试研究了硫掺杂LTO(S-LTO)的倍率性能,结果表明S-LTO-1.5性能表现最为优异,20 C下表现出143.8 mA h·g^(-1),且循环1000圈后容量仍有137.4 mA h·g^(-1)。电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和恒电流间歇滴定技术(GITT)研究结果表明,增大的晶胞体积和电导率促进了S-LTO-1.5中Li+和电子的运动,降低了极化,增强了电化学性能。

双金属镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能研究

层状双氢氧化物(LDHs)由于丰富的金属活性中心、较高的比电容和能量密度,是理想的赝电容电极材料。以ZIF-67前体作为钴源,使用溶剂热法成功制备了NiCo-LDH纳米片。在溶剂热过程中,Ni^(2+)和Co^(2+)进行阳离子交换构建的纳米片不仅可以促进电子迁移,还可以暴露更多的活性位点,有利于电解质离子的快速转移及法拉第反应速率。此外,通过调控镍源添加量改善其电化学性能。优化的NiCo-LDH-(1∶2)具有快速的离子传输能力和出色的倍率性能,在电流密度为1 A/g时,获得了1356.8 F/g的高比电容,30 A/g时,比电容保持率为68.7%。组装的非对称储能器件在功率密度为750 W/kg时,表现出34.31 Wh/kg的高能量密度。

TiO_2光催化抗菌陶瓷的制备

制备了SiO2-Zr3(PO4)4改性的TiO2粉体,将其添加到陶瓷釉料中,研制出了TiO2光催化抗菌陶瓷,分别就改性TiO2粉体的光催化活性和TiO2光催化抗菌陶瓷的光催化抗菌机理进行了研究。研究表明,37.2%Zr3(PO4)4和11.5%SiO2改性的TiO2粉体经1323K处理后,仍具有较好的光催化活性,将其添加到陶瓷釉料中制备出的TiO2光催化抗菌陶瓷对大肠杆菌的抑菌率达98%。

纳米TiO_2对酿酒工业废水的降解作用

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备出具有较强光催化活性的纳米TiO2粉体,该粉体可有效去除酿酒工业废水中的COD;高浓度的酿酒工业废水经纳米TiO2二次降解后,其 COD值可降至601 mg/L,去除率达90％以上,处理后水的COD值低于行业排放标准三类水质 (COD:1000 mg/L)的限值。

SiO_2的加入方法对高温稳定型纳米TiO_2光催化活性的影响

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备纳米T i O 2,通过用正硅酸乙酯的不同加入方法对纳米TiO2进行改性,用XRD和TEM来对改性后纳米TiO2粉体的晶型和形貌进行研究。研究表明:在SiO2的加入量分别为5.5wt%、8.5wt%、12wt%时,用后加SiO2的方式来对纳米TiO2进行改性,改性后的纳米TiO2经800℃、900℃、1050℃煅烧10分钟后,其光催化活性较前加的好,且SiO2的加入量为8.5wt%时,改性纳米TiO2粉体对甲基橙的降解率最高。

循环流化床锅炉用高性能刚玉质耐火浇注料的研制

以刚玉为原料,通过加入添加剂和使用复合结合剂来改善浇注料机质,制备出了具有优良理化性能和使用性能的高性能刚玉质浇注料。

玻璃酒瓶对白酒质量的影响

目前白酒企业使用的玻璃包装瓶有透明、半透明两类。白酒用玻璃瓶的组成一般为:Na2O+K2O 13.5%￣14.5%,CaO 7.5%￣9.5%,MgO 1.5%￣3%,SiO270%￣73%,Al2O3 2%～5%。白酒呈弱酸性,当用玻璃瓶装酒时,酒体会与酒瓶中部分成分发生反应,使微量的酒瓶组分溶入白酒。在选用白酒包装瓶时,首先应选用不含对人体有害的重金属等离子酒瓶,以免造成对消费者的伤害;其次应选用SiO2含量高、Na2O含量低、具有较好抗水性和化学稳定性的酒瓶;在使用前预先用水对酒瓶进行处理,可有效减轻酒瓶组分对白酒质量的影响。(孙悟)

陶瓷釉用TiO_2光催化剂的制备研究

制备了SiO2-TiO2和SiO2-ZrO2-TiO2复合光催化剂,并将其加入到陶瓷釉料中,结果表明,SiO2-TiO2,SiO2-ZrO2-TiO2复合粉体经1 323 K煅烧后仍具有较好的光催化活性;但用SiO2改性的TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1 323 K煅烧后,由于釉料中碱金属及碱土金属等离子的侵蚀,TiO2全部转变为金红石相,所制得的陶瓷釉料不具有光催化活性;而采用ZrO2-SiO2共同改性TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1 323 K煅烧后,TiO2基本上仍以锐钛矿相存在,所制得的陶瓷釉料具有良好的光催化活性;最后对改性TiO2粉体和光催化釉料的光催化机理进行了讨论。

硅灰在酸性环境中的水合作用

硅灰在酸性环境中与水作用时，其水合作用将随着水的ｐＨ值的不同而发生变化，从而呈现出不同的结合性能。报导了对代表性硅灰水合物的微观研究及实测数据，并阐明水合作用机制。

转晶剂对Na_(2)SO_(4)-乙二醇水体系中磷石膏制备的α-半水石膏晶体形貌的影响

晶体形貌对α-半水石膏的性能产生较大影响,因此制备晶体形貌良好的α-半水石膏在工业中非常重要。本试验采用常压盐溶液与醇溶液相结合的方法,以磷石膏为原料制备α-半水石膏,研究了不同转晶剂对α-半水石膏晶体形貌及其水化硬化强度的影响。结果表明:相对于盐类,有机酸类转晶剂对α-半水石膏晶体形貌的调控效果较好,其中马来酸调控作用最好。马来酸浓度从0%增加到0.2%时,α-半水石膏的长径比从10.4降到2.0,其抗压/抗折强度分别由12.9/4.8 MPa增加到35.6/9.7 MPa。

改性对TiO_2光催化活性的影响

分别介绍了TiO2经表面修饰和阳离子、阴离子掺杂后其光催化活性的变化及引起光催化活性的变化原因,并对改性TiO2的光催化活性进行了评述。

不同pH值介质中硅灰的水合作用

不同 pH值介质中硅灰与水作用时 ,其水合作用将随着水的 pH值的不同而发生变化。本文对代表硅灰在不同 pH值环境中的水合作用进行了研究。

氮磷硫自掺杂竹炭用作锂离子电池负极材料

氮磷硫自掺杂竹炭的制备工艺简单、安全、绿色环保,这对于其他生物质材料制备复合材料具有一定的指导意义。以竹子(富含N、P、S成分)为碳源,KOH为活化剂,在氮气气氛下800℃高温活化和热解制备成多孔竹炭(BDC-800),同时实现了N、P、S掺杂;BDC-800表现出1 911 m;/g的表面积和1.21 cm;/g的孔体积,且具有大量的分级多孔结构。BDC-800作为锂离子电池负极材料,在0.50 C速率下充电/放电可以提供681.4 mAh/g高储存容量;即使在2 C高速率下充电/放电循环700次,仍然保留390.1 mAh/g储存容量,具有良好的循环稳定性;在不同充电/放电速率下(在0.25, 0.50, 1.00和2.00 C对应的放电比容量分别为754.1, 697.8, 580.2 and 403.2 mAh/g),表现出优异的倍率性能。BDC-800出色的电化学性能归因于高的表面积和分级多孔结构,以及N、P、S掺杂和众多表面缺陷引起的电容行为贡献。

煅烧温度及气氛对GdBr_3掺杂TiO_2粉体可见光光催化活性的影响

采用醇盐水解法制备了掺杂GdBr3改性的纳米TiO2光催化复合材料,采用X射线衍射、透射电子显微镜、表面及孔隙度分析仪等测试技术分析和研究了改性TiO2粉体的晶相组成、形貌、比表面积及可见光光催化活性。结果表明,改性TiO2粉体在N2环境中经550℃煅烧2h后,粉体分散较好,TiO2仍为锐钛矿相,GdBr3/TiO2(摩尔比)为0.05的改性粉体在波长为420nm,照度为1200μw/cm2的可见光下照射12h后,对甲基橙的降解率可达70%,呈现出较好的可见光光催化活性。

钢包用铝镁铝尖晶石碳不烧砖的研制

钢包用铝镁铝尖晶石碳不烧砖是采用特级高铝矾土熟料，电熔镁铝尖晶石及鳞片石墨为主要原料，改性酚醛树脂作结合剂，经配料、混练、高压成型及热处理等工艺而制得，该制品具有优良的抗侵蚀性能和耐剥落性。

β-Sialon/刚玉复相粉体材料的制备

研究了以硅粉、铝粉和刚玉粉为原料 ,通过对其表面作保护性处理 ,在 130 0℃的常压流动N2 氮气中合成了 β -Sialon/刚玉复相粉体材料。产物通过X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和能谱 (EDS)分析 ,主晶相为 β-Sialon包覆的刚玉相 ,其显微形貌为板状和纤维状 ,此外 ,还有少量的 β -Si3 N4和α-Si3 N4。

磷石膏中杂质的形态及水溶性磷对水泥物理性能的影响

在对磷石膏中杂质的类型、存在形式及磷石膏的溶解性质检测分析的基础上 ,研究了磷石膏中水溶性磷含量以及磷石膏直接替代天然石膏用作水泥缓凝剂对水泥质量的影响。结果表明 ,磷石膏中的主要杂质为 :以H3PO4、H2 PO-4 或HPO2 -4 形式存在的可溶性P2 O5、与金属共生磷酸盐复合物和共晶形式存在的不溶性P2 O5及石英。磷石膏中的水溶性磷含量 <1%时 ,对水泥物理性能的影响不大 ,磷石膏中的水溶性磷含量 >1%时 ,水泥的凝结时间明显延长 。