土体孔隙分形模型及其与土体渗透性关系的研究

土体颗粒和孔隙分布直接影响土体渗透性大小。文章引入分形几何理论,基于土颗粒粒度的分维系数和球形土颗粒的假设,确定了单位体积土体中土颗粒的总数以及孔隙的总表面积,进而建立土体孔隙比表面积分形模型。该模型包括的四个参数可由实验方法确定。实例分析结果证明,土体的渗透系数随孔隙比表面积增大而逐渐减小,这与渗流分析结果一致。验证了模型的合理性和可行性,为土体渗透性的研究提供了一种新的方法。

NdFeB磁体表面二次化学镀Ni-P合金防腐性能研究

采用化学镀方法,在烧结NdFeB磁体表面镀覆Ni-P合金,以提高磁体的耐腐蚀性。通过沉积速率、单位表面积孔隙数量的测试试验,确定了Ni2+与H2PO2-的摩尔浓度比、络合剂浓度、稳定剂浓度、pH值、施镀温度、时间等碱性预镀各组分的最佳浓度和工艺条件。测定了不同类型Ni-P化学镀试样和基体的单位表面积孔隙数量,以及在10%(体积分数)HCl、3.5%(质量分数)NaCl溶液和20%(质量分数)NaOH溶液中的腐蚀速率。结果表明:化学镀Ni-P合金能显著改善NdFeB永磁体的耐腐蚀性;以弱碱性化学镀为底层,酸性化学镀为表层的二次化学镀工艺可使磁体表面镀层的致密性和耐腐蚀性能最佳。

煤热解过程中哈密长焰煤的孔隙结构演化特征研究

为了探求煤热解过程中哈密长焰煤的孔隙结构演化特征,采用压汞法测量了不同温度下的孔隙分布。研究结果表明:哈密长焰煤的总孔隙比表面积逐渐减小,在300℃以后略有增加,中孔和大孔在孔隙体积变化中处主导地位;微孔和过渡孔是组成孔隙比表面积的主要孔隙。

采用气体吸附法分析载体硅胶的孔隙结构

采用NOVA 2000 e型比表面积及孔隙度分析仪测定载体硅胶的比表面积和孔隙结构,考察了该方法的准确性和重复性,并对自制GC,进口955及LG 3种载体硅胶样品进行了测定,利用BJH法和NLDFT法对硅胶的孔径分布进行了计算。结果表明,该方法的测试结果准确,被测样品的比表面积、总孔容和平均孔径测定结果的相对标准偏差均小于2%;3种硅胶样品均含有圆柱状且孔径分布较窄的中孔,GC硅胶的比表面积和总孔容均较2种进口硅胶偏大;GC硅胶和955硅胶的孔径分布更接近,而LG硅胶的孔径分布范围相对更窄且孔隙分布更均匀。

加气硅化黄土的微结构研究

采用扫描电镜、数字图像方法和表面积孔隙分析仪研究了天然黄土和固化龄期13,19,24 a加气硅化黄土的微结构和孔隙特征。结果表明:天然黄土和加气硅化黄土的微结构均以粒状架空结构为主;加气硅化黄土架空孔隙内充填有少量凝胶;这些凝胶附着在骨架颗粒表面,增大了颗粒间的接触面积。与天然黄土相比,硅化黄土孔径分布基本无变化,平均孔径、面积比和孔隙体积没有降低,但孔隙表面积从17.810 4 m2/g增加到27.473 5 m2/g。加气硅化黄土的机制是保持黄土架空孔隙基本不变,通过凝胶薄膜强化了黄土微结构中胶结物的强度,将骨架颗粒黏结成为一个空间网状整体,消除了黄土的湿陷性,并提高了其工程力学性能。

燃煤烟气脱硫添加剂研究

基于对燃煤烟气脱硫机理的分析研究,综述了烟气脱硫添加剂的研究现状及最新进展。干法、半干法烟气脱硫添加剂的选择主要从比表面积和孔隙率、吸湿性、氧化性或传质阻力等方面考虑;湿法脱硫添加剂的选择则主要从减小气液相传质阻力等方面考虑。文章建议复合添加剂及工业废弃物是未来添加剂研究的方向。

La^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试。结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构。La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用。光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳。

采用压块工艺试制煤质颗粒活性炭

采用六个原煤样品和一种硬煤沥青制成一系列压块活性炭试样,分析了它们的常规吸附性能以及孔结构,并与美国产CalgonF400和日本产Mitsui008活性炭样品做了对比分析,结果表明,用神府长焰煤、山西主焦煤和硬煤沥青制成的YK-4活性炭试样的各项性能,尤其是孔结构,已达到CalgonF400商用炭水平。

页岩的深部风化特征和超微孔隙度发育——项中子研究

在萨斯奎汉纳／页岩山（susquehanna／shaleHills）观测站（SSHO），我们利用小角度和超小角度的中子散射（SANS／USANS）研究了正在风化的罗斯山（RoseHill）组页岩的超微尺度特征的演化。这里称为中子散射（NS）的SANS／USANS技术可以描述大小为3nm上下到几个微米的孔隙。利用NS研究了在山顶用气动钻获取的页岩碎片（“风化岩”）或手控螺旋钻获取的页岩碎片（“风化层”）。可以推测大约在20m深度溶蚀作用已使铁白云石在基岩中消失，而用于NS研究的所有页岩碎片都采自这一铁白云石溶蚀带的上方。NS研究证实，无铁白云石岩石的总体积有5—6％是由分隔的粒内孔隙构成的。在5m深度，孔隙度和表面积的突然增大对应于有关风化岩中长石溶蚀作用的开始，因而其主要成因可以归结为15000年前开始的冰穿边缘作用。在风化岩一风化层界面以下几十厘米处，由于绿泥石和伊利石开始发生溶解，所以孔隙度和表面积也有明显增加。这些黏土矿物的溶解反应促进了风化岩向风化层的转化。在整个风化层，页岩碎片的粒内孔隙连接成为较大的粒问孔隙，而散射特征也由深处的体分形变为接近地表的面分形。孔隙形态也由深处的各向异性变为最上部的各向同性，前者可能与早先的大地构造活动在岩石中形成的铅笔劈理有关，而后者的成因在于黏土的风化。在风化作用最强烈的风化层，高岭石和氢氧化铁发生沉淀，堵塞了一部分连通的孔隙。这些沉淀物的出现以及因黏土风化而使更多石英暴露出来，都对最上部样品的矿物一孔隙界面面积的下降有作用。 这些观测结果符合SSHO的基岩一风化岩一风化层的转化，其原因在于：（1）有反应物（即水、氧气等）运移进入了原生孔隙和由构造事件和冰川边缘效应所形成的裂缝中；（2）矿物一水反应以及颗粒的损失使孔隙度增大，也使进入岩石的水增加。从深处到浅部，矿物一水反应可以从基本由运移控制的状态变为由动力学控制的状态，前者的孔隙度大体上是由早先的大地构造活动确定的，而后者的孔隙度会因气候推动的作用而发生变化。