超重力场中球形碳酸钙的制备及其机理研究

为了突破工业上制备球形碳酸钙的难题,在超重力场中以高浓度的氢氧化钙为原料,以球形度为评价指标,研究制备球形碳酸钙的最优工艺条件。同时通过在不同的碳化时间取样,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线双晶粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析仪器对样品的表面形貌和晶体结构进行表征,研究其成球机理。研究结果表明,添加体积分数为50%的乙醇作为溶剂,加入w=3%的L-天冬氨酸作为晶型控制剂,控制超重力水平为1400 r·min^-1时可制备得粒径分布在600~800 nm的球形碳酸钙;将碳化结束后的碳酸钙浆液进行离心得到产品和滤液,滤液再次作为氢氧化钙的溶剂,补加少量晶型控制剂后进行碳化仍可制备得球形碳酸钙,使体系的溶剂得到了循环利用;其成球机理为,L-天冬氨酸螯合钙离子诱导其向球霰石成核,乙醇-水体系阻止球霰石溶解-重结晶,最后在超重力场环境中生长成为球形碳酸钙,其球霰石含量高达89.89%。

钴氮碳/碳纳米管的制备及染料吸附性能

为了解决沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)基碳材料比表面积和孔体积较小、氮含量较低、孔径分布不集中的问题,以微米级ZIF-67为模板,引入聚多巴胺(PDA)和三聚氰胺(MA)为共同碳氮前驱体以提升氮掺杂量和调节孔结构,在氢气和氩气的氛围中,利用ZIF-67中钴的自催化作用,经800℃高温一步碳化制备得到钴氮掺杂的中空立方形多孔碳/碳纳米管(Co/N-HCPC/CNTs)。结果表明,Co/N-HCPC/CNTs的比表面积、孔体积和氮掺杂量分别为723.2 m^(2)×g^(-1)、1.873 cm3×g^(-1)和4.06%;孔径集中分布在1~30 nm,在3.8 nm处有最高分布,介孔对比表面积和孔体积的贡献率达89.7%和98.39%。Co/N-HCPC/CNTs表面存在较多的含氮含氧官能团,C原子、N原子与Co原子形成配位键,使Co/N-HCPC/CNTs具有较多的吸附活性位点;钴纳米颗粒被碳氮层包裹或封装在碳纳米管中,使材料具有稳定的磁性,易于实现固液分离。Co/N-HCPC/CNTs对刚果红(CR)和孔雀石绿(MG)的最高吸附量为361.7 mg×g^(-1)和1332.6 mg×g^(-1),吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。

氢化松香改性轻质纺锤体碳酸钙和KH-550增韧环氧树脂胶粘剂的研究

在环氧树脂(EP)中添加氢化松香改性的轻质纺锤体碳酸钙和硅烷偶联剂KH-550,制备了改性的EP胶复合材料,考察了改性碳酸钙添加量和相对于EP质量2%的KH-550对EP胶无缺口冲击强度、弯曲强度及耐腐蚀性能的影响,比较了性能最优的EP胶复合材料与纯EP胶的断面形貌和耐热性。研究结果表明:随着改性碳酸钙的填充量逐渐增大,EP胶复合材料的无缺口冲击强度、弯曲强度均表现为先增大后减小;拉伸样条在4种不同pH条件下浸泡后,拉伸强度均有所下降,其中,在中性条件下保持最好,且浸泡时间越长,拉伸强度下降越大;当改性碳酸钙掺量为10%(相对于EP质量而言)时,EP胶复合材料断面银纹多而密,韧性更好;最快失重速率温度为369.7℃,比纯EP胶362.2℃提高了7.5℃,热稳定性更好。