机械力化学法活化铝系硅酸盐矿物降解六氯苯机理研究

针对六氯苯(HCB)在土壤中长期存在难以降解的问题,本研究基于机械力化学法,系统地探究土壤中固有成分铝系硅酸盐(高岭土、白云母和膨润土)对HCB的降解效果,讨论了球磨转速、球磨时间、HCB初始浓度等条件对HCB降解效率的影响。在HCB浓度为50 000 mg/kg的条件下,600 r/min球磨2 h后,铝系硅酸盐矿物对HCB去除能力由大到小依次为高岭土、白云母、膨润土,高岭土和白云母对HCB的去除率分别为90.13%、85.72%,膨润土几乎不降解HCB。HCB的去除率随着球磨时间增加而增加,与转速呈正相关。HCB初始浓度的降低有利于HCB的降解和脱氯效率,当HCB处于高浓度水平50 000 mg/kg时,高岭土和白云母的脱氯效率较低;当HCB处于低浓度水平2 500 mg/kg时,高岭土和白云母的脱氯效果提高,高岭土的脱氯效果优于白云母。利用ESR检测自由基信号发现,高岭土在机械力化学作用下产生了高活性氧类自由基,而白云母和膨润土未产生自由基。利用GC-MS分析HCB降解中间产物,当高岭土作为添加剂时,产生的自由基导致HCB的C—Cl发生断裂,经过连续脱氯过程,HCB的稳定结构被打破,形成了一系列不稳定的含Cl中间产物。综上所述,铝系硅酸盐矿物在机械力化学作用下能够高效降解HCB,而且便宜易得,不会造成二次污染,具有广泛的应用潜力。

机械力化学法制备绢云母/TiO_2复合颗粒材料的机理研究及表征

为提高二氧化钛颗粒的分散性、改善其颜料特性并降低其用量,同时发挥绢云母矿物的协同作用,采用机械力化学方法(mechano-chemical method,MCM),通过绢云母颗粒表面包覆二氧化钛方式制备了"核-壳"结构绢云母/TiO2复合颗粒材料,采用SEM(scanning electron microscope)、EDS(energy dispersive spectrometer)、XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)分析方法和颜料性能测试手段,对复合粉体的微观结构和颜料性能进行了测试与表征.所制备绢云母/TiO2复合粉体白度为84.3%,遮盖力18.68 g/m2,吸油量26.79 g/100 g,绢云母/TiO2复合颗粒以绢云母表面包覆均匀、稳定的二氧化钛颗粒为特征.研究表明:绢云母/TiO2复合粉体已具有与钛白相似的使用性能,作为白色颜料可在若干应用领域实现对钛白粉的替代.

机械力化学法制备改性超细粉体的研究进展

综述了利用机械力化学法对超细粉体进行表面改性的研究进展,阐述了湿法与干法机械力化学表面改性的工艺特点,重点介绍了气流粉碎—表面改性一体化工艺的一些研究实例,说明气流粉碎—表面改性一体化工艺具有广阔的发展前景。

机械力化学法合成ZnO:Eu^(3+),Li^+及其荧光性能研究

采用机械力化学法与热分解相结合的方法制备了ZnO∶Eu3+,Li+纳米粉末,用SEM、XRD、TG-DSC、UV-Vis、FL等检测手段对样品进行表征。结果表明,Eu3+和Li+成功掺入ZnO基质中;样品颗粒分布均匀,粒径为50nm,其发射主峰位于611 nm处;其荧光性能与热处理温度及Eu,Li的掺杂比例密切相关。

机械力化学法制备TiO_2-重晶石颜料

以重晶石粉体为原料,通过干法、湿法工艺优选,采用机械力化学法制备TiO2-重晶石颜料,讨论干法制备TiO2-重晶石颜料的工艺条件对复合粉体性能的影响。结果表明,复合颜料制备的最优工艺条件为复合时间为1.5 h,钛白粉质量分数为40%,球料质量比为4∶1,制备得到的TiO2-重晶石颜料遮盖力达到钛白粉的80%以上,并且包覆效果最佳。

机械力化学法制备TiO_2/高岭土复合光催化剂

以高岭土为载体,采用机械力化学法制备了TiO2/高岭土复合光催化剂。以甲基橙溶液的光催化降解率作为评价指标,采用正交实验法,研究了纳米TiO2和高岭土混合研磨体系中固体浓度、球料比、复合研磨时间以及纳米TiO2的含量对复合材料光催化降解率的影响。实验结果表明,采用机械球磨技术可以制备具有光催化性能的TiO2/高岭土复合光催化剂。当高岭土湿磨时间为60min,纳米TiO2和高岭石混合研磨体系中固体浓度20%、球料比5∶1、复合研磨时间30min、纳米TiO2的含量为33.3%时,该复合材料对甲基橙的光催化降解率为69%,高于纯TiO2的光催化降解率。

机械力化学法制备MnZn铁氧体粉体的研究

以MnO2、Fe2O3和ZnO为原料,采用机械力化学法制备锰锌铁氧体粉体。研究结果表明:颗粒粒径减小主要发生在初期,随着粉磨时间的增加,细颗粒会凝聚成团聚体,破碎与凝聚过程最后达到动态平衡;高能球磨可使原料比表面积变大,无序程度增加,键能减小,从而导致内部贮能的增加,并可得到均匀混合物,能更大程度地促进化学反应。高能球磨40h的物料,在相对较低的温度下(1200℃)煅烧即可生成单相锰锌铁氧体。对于未粉磨的样品,温度必须要达到1400℃。

机械力化学法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4粉体的研究

以Li2CO3,MnO2和Ni(OH)2·H2O为原料,采用机械力化学法制备锂离子层状结构正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,采用X射线衍射,扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。结果表明粉磨6h可制备能在较低温度下发生固相反应的前驱体;前驱体于800℃煅烧6h制备得到具有α-NaFeO2型层状有序结构的单相LiNi0.5Mn1.5O4。样品的首次放电容量为80 mAh·g-1。

机械力化学法制备钛酸钡粉体

采用等摩尔比的BaCO_3和TiO_2粉体作为前驱物,利用高能球磨法球磨10h,XRD结果表明在球磨过程中,粉体颗粒大大细化,将球磨后的混合物在较低的温度下(<900℃)煅烧即可合成纯相的立方BaTiO_3粉体,当温度提高到1100℃,合成了四方相BaTiO_3粉体,在>1100℃煅烧时,晶粒尺寸急剧增大。

机械力化学法无害化处理含油钻屑研究

采用机械力化学法无害化处置含油钻屑,并初步研究了其降解机制,研究结果表明:含油钻屑的降解效果随着氧化钙含量的增加而增强,当氧化剂掺比为50%时含油率低至2.05%;在含有20%氧化钙的环境中,加入30%二氧化钛或高锰酸钾的降解效果最佳;反应过程中石英遭到破坏,结晶度降低;苯环结构断裂,氯原子开始脱落,含油钻屑得到降解;含油钻屑中仍存在长碳链,且出现游离态的羟基,表明降解不够彻底。

机械力化学法再生废旧轮胎工艺的研究

采用机械力化学法研究了再生剂及软化剂用量、再生温度及时间、开炼温度及时间和双辊转速对GRT(Ground Rubber Tire)再生活化效果的影响。结果表明,当再生剂用量为4份,软化剂用量为2份,再生温度为180℃,再生时间为4h,开炼温度为150℃,开炼时间为10min,开炼机两辊转速均为25r/min时,制备的再生胶物理机械性能优良,并且再生后的GRT凝胶质量分数低至73.34%,而溶胀度高达79.3%。红外光谱表明,原GRT胶粉实现了再生。

机械力化学法制备MnMg铁氧体粉体的研究

以MnO2、Fe2O3和MgO为原料,采用机械力化学法制备锰镁铁氧体粉体。研究结果表明:颗粒粒径减小主要发生在初期,随着粉磨时间的增加,细颗粒会凝聚成团聚体,破碎与凝聚过程最后达到动态平衡;高能球磨可使原料比表面积变大,无序程度增加,键能减小,从而导致内部贮能的增加,并可得到均匀混合物,能更大程度地促进化学反应。高能球磨30 h的物料,在相对较低的温度下(900℃)煅烧即可生成单相锰锌镁氧体。对于未粉磨的样品,温度必须要达到1300℃。

干磨与湿磨对机械力化学法活化磷矿的影响

采用机械力化学法活化低品位磷矿,考察了球料比20∶1、活化时间和活化方式对机械活化磷矿粉性能的影响.采用化学分析、XRD、SEM和粒度分析的方法证实机械活化磷矿粉结构的变化.结果表明:干磨条件下延长球磨时间至10 min,水溶性磷含量达9.4%,有效磷含量达61.6%,晶粒缺陷和无定型化是磷矿粉活性增加的根本原因.

机械力化学法制备单相莫来石的机理研究

以高岭土和氢氧化铝为原料,采用机械力化学法制备出了单相莫来石。用热重差示扫描分析研究了混合粉体经高能球磨后的结构变化,并讨论了单相莫来石的形成机理。结果表明:高能球磨破坏了混合物的晶体结构;随着粉磨的进行,混合物的比表面积会增加,无序程度也会增加,键能会减小,从而导致了内部贮能的增加,反应活化能的减小,并可得到均匀混合物。粉磨30h混合物制成的烧结体的热膨胀系数要比未粉磨的低约20%。

机械力化学法再生废旧橡胶研究进展

机械力化学法是一种高效、节能、环保的废旧橡胶再生技术。为了探究不同力化学方法对废旧橡胶再生的影响,综述了几种不同形式的机械力化学法实现废旧橡胶再生的进展,详细介绍了挤出机、固相力化学反应器等在废旧橡胶再生领域的应用,简单概括了传统塑料加工设备如开炼机、密炼机再生胶的情况。新的加工设备和力作用方式将会是废旧橡胶再生技术发展的重要方向。

机械力化学法制备复合钛白粉研究进展

机械力化学是一门新兴交叉学科,在此基础上发展起来的机械力化学技术,已成为制备无机复合材料的一种重要方法。近年来,其在无机粉体改性与复合材料制备上的应用更加广泛。本文主要综述了近几年来利用机械力化学法在制备复合钛白粉方面的研究现状,并总结了其优势和不足,进而展望了其发展趋势。

机械力化学法在粉体制备中改性粉体的研究

本文在实验室自制的振动磨机中,对不添加硬脂酸和添加硬脂酸两种情况下的石英砂物料进行粉磨研究,结果发现,当添加硬脂酸时,不仅可以阻止颗粒的聚集,增加颗粒的分散性,提高粉碎的效率,而且能降低粉体的表面能,使粉体从极性状态朝非极性状态改变,从而得到疏水亲油的功能性粉体。木文还在此基础上提出一种深度加工无机填料的新方法。

机械力化学法制备煅烧硅藻土/α-Fe_2O_3复合粉体

以煅烧硅藻土和α-Fe_2O_3为原料,利用机械力化学法在湿法研磨体系中制备了煅烧硅藻土/α-Fe_2O_3复合粉体(简称CD/α-F).通过扫描电镜、能谱分析、遮盖力及吸油量测试表征了复合粉体的颗粒形貌和颜料性能,并利用X射线衍射和傅氏转换红外线光谱分析了复合颗粒的反应机理.结果表明,机械力化学作用促使煅烧硅藻土与α-Fe_2O_3颗粒表面进一步羟基化,从而促进两者间发生羟基脱水缩合作用并形成了以弱作用力为连接键的Si…O…Fe形式的键合.在实验设定条件下制得了颜料性能与纯α-Fe_2O_3相近的核--壳型CD/α-F复合粉体.

机械力-化学法制备高性能纤维素膜综合实验设计

为实现植物资源的最大化、高值化利用,将科研成果转化为综合教学实验,以天然高分子材料微纤化纤维素为原料,设计了"高性能纤维素膜的制备及其性能表征"的研究型综合实验。采用了一种球磨法与改性剂相结合的机械力-化学法,在常温、无催化剂的条件下,使微纤化纤维素发生酯化反应,并纤丝化为直径更小的酯化纳米纤维素,从而得到了疏水的纤维素薄膜,过程简单且易于控制。所制备的纤维素膜具有优异的机械性能、耐水性及水蒸气阻隔性能。通过该实验,不仅使学生了解源于自然界中的科学前沿、激发其实验热情,还能提升学生的科研和创新能力。

机械力化学-喷雾干燥法制备球形YAG：Ce粉体及其发光特性

采用机械力化学-喷雾干燥技术制备球形YAG:Ce粉体。通过XRD、SEM和荧光光谱等分析方法,研究焙烧温度、混悬液浓度、Ce3+掺杂量对粉体的形貌、粒度及发光性能的影响。结果表明,YAG:Ce前驱体为球形,粒径分布在2～10μm之间,经1300℃焙烧处理,形貌由毛团状转变为米团状。焙烧温度超过900℃时,形成YAG单相,并随着温度升高晶粒尺寸增大。随着混悬液浓度的增加,粉体尺寸明显增大,相应的发光性能先增大后减小,当浓度达到0.2mol/L时,发光性能最佳,是由于其不同的光学性能造成的。随着Ce3+掺杂量x增加,粉体的发光强度先增大后减小,当x=0.06时,达到最大值,粉体的发射光波长先红移后蓝移;当x=0.1时,红移达最大值。由于电多极的相互作用,产生Ce3+浓度淬灭效应,其能量传递的临界距离Rc≈1.9nm。