相转变组分法制备缠结聚合物有机分散液研究进展与展望

分别概述了高、低能乳化法的技术原理,并分析了不同乳化法的技术特点及应用现状。通过借鉴纳米乳液的制备方法,结合缠结聚合物的结构特性以及纳米乳液体系中有机相的分子量低、易变形特性,分析出高能乳化法制备缠结聚合物分散液的缺陷,确定低能乳化法中的相转变法是实现缠结聚合物分散液制备的方法。结合相转变温度法(PIT)和相转变组分法(PIC)对乳化剂曲率变化的影响,确定了PIC法制备缠结聚合物有机分散液的技术可行性,并对缠结聚合物应用领域的拓展进行了技术展望。

高铁低硅赤泥钠化还原的物相转变及铁分离特性

高温焙烧赤泥可实现铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收,但高铁低硅赤泥的钠化还原焙烧反应差异性及机制研究却少有报道。本文采用X射线衍射分析,考察了还原温度、碳酸钠用量、还原时间等对高铁低硅赤泥还原焙烧的矿相转化及微结构影响,分析了反应后的铁磁化分离差异性。结果表明:还原焙烧中钠与铝、硅元素结合形成铝钠硅酸盐,有效破坏了铁、铝元素的紧密结构;赤铁矿、铝针铁矿大部分转为磁铁矿和浮氏体,促进了铁氧化物还原;低熔点含钠固溶体降低了金属铁质点迁移阻力,加速了铁晶粒的长大。基于铁铝结构崩解及粗晶粒金属铁的生成,焙烧产物经磨矿-磁选后,获得了全铁含量为90.41%、Fe回收率为93.08%的铁回收指标。

衰减全反射红外光谱法分析本体聚合ABS相转变过程

本体法合成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂具有环境友好的优势,然而引发体系以及本体法中的相转变和接枝过程会对ABS成品性能产生影响。采用本体法合成ABS树脂,研究了不同引发剂(偶氮二异丁腈)、链转移剂(叔十二烷基硫醇)、溶剂(乙苯)用量对本体聚合相转变动力学过程和相转变过程的影响。通过衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析了本体聚合相转变过程中的ABS树脂结构,对比力学性能。结果表明,相转变中的接枝行为会影响聚合速率,适量的引发剂、链转移剂和溶剂(质量分数分别为0.06%,0.30%和20%)有利于相转变过程中的接枝过程,ATR-FTIR分析相转变过程接枝相的苯乙烯的苯环和丙烯腈的腈基峰强度明显增加,同时获得综合性能最佳的ABS树脂。然而链转移剂过量时,ABS中的丙烯腈单体会受到影响。

SSZ-13分子筛晶相转变研究

SSZ-13分子筛被广泛运用于工业生产的过程中,然而传统合成方法需要N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵为模板剂,高昂的合成成本限制了SSZ-13的工业化应用。为制备出更绿色高效的SSZ-13分子筛,本工作系统探究了SSZ-13的合成最佳配比及合成条件,并使用金属与有机胺的络合物为模板剂通过转动水热法合成了Cu掺杂的SSZ-13分级孔分子筛。在调整分子筛晶化的过程中,通过XRD表征,我们观察到由FAU向CHA晶相转变的晶体转化现象。这说明控制合成条件可实现分子筛原晶相的解构、次级结构的重组,以得到新的晶相。

吡咯基三嗪聚合框架用于固相转变硫聚物正极性能研究

针对锂硫电池存在严重穿梭效应的问题,硫物质的固相转变可有效消除多硫化锂在液相中的溶解扩散。以聚丙烯腈为代表的常规链状聚合物可通过共价结合短链硫实现固相转变,然而往往受到硫含量低、倍率性能差的限制。通过氰基三聚与吡咯自由基聚合构筑了吡咯基三嗪聚合物框架(P-CNPy),其硫含量较高,达到47%。电化学测试结果显示硫聚物正极具有优异的循环稳定性与倍率性能,0.2C循环500次平均容量衰减仅为0.03%,4C时可逆容量仍保留580mA∙h/g。该方法可为高性能二维框架结构硫聚物正极的设计应用提供指导。

钙钛矿LaNiO_(3)热烧结过程中相转变机理的研究

本文针对钙钛矿结构的LaNiO_(3)在热烧结过程中物相转变机制,利用离位及原位电镜结合宏观光谱进行了观测和分析研究。实验结果表明,通过静电纺丝法制备的PVP/PAN/Ni(NO_(3))_(2)/La(NO_(3))_(3)前驱体纤维能够通过高温烧结形成LaNiO3的钙钛矿结构。研究发现在温度作用下,晶体生长过程中碳聚合物基体不断受热分解,浸渍在聚合物基体上的金属离子受热与气氛中的氧结合,形成氧化物晶胚,呈现典型的奥斯瓦尔德熟化生长过程,在600℃左右,LaNiO_(3)的晶体相生成,随着温度的进一步升高,晶粒互相融合形成了纳米颗粒堆垛成的一维LaNiO_(3)纳米线。实验揭示了LaNiO_(3)纳米线的微观生长机制,为材料的生长调控和性能改性提供了思路。

助溶剂法生长的AgNbO_(3)晶体相转变特征、电学和光学性能

AgNbO_(3)具有反铁电性及高的极化强度,在智能器件领域有着重要的应用前景.本文采用助溶剂法合成了高质量的AgNbO_(3)单晶(最大尺寸5 mm×4 mm×4 mm),系统研究了其相转变特征、光学和电学性能.当AgNbO_(3)晶体处于正交M相时,保持着相同的畴结构;由M_(2)相转变至地相时,偏光显微镜(PLM)照片衬度变暗,同时电导率和介电损耗明显上升.当AgNbO_(3)单晶由M_(3)相到顺电O相时,畴结构消失;同时,表现出明显的热滞后现象,属于第一类相变.室温下,AgNbO_(3)单晶的直接带隙拟合禁带宽度为2.73 eV,略窄于AgNbO_(3)陶瓷.在临界电场以下,AgNbO_(3)单晶表现出更高的电致应变(0.076%,E_(m)=130 kV/cm).在绿色激光照射下,介电常数由70增至73,表现出明显的光致介电效应.

改质处理对钢渣矿物相转变和磷选择性浸出的影响

针对高碱度转炉钢渣,采用了选择性浸出法来分离含磷(P)的矿物相,以实现尾渣再利用。为了促进P在2CaO·SiO_(2)相中的富集及在稀酸溶液中的浸出,对转炉钢渣进行了重熔和改质处理,研究了钢渣矿物相的演变规律和各钢渣中主要元素在不同pH值时的溶出行为。结果表明:重熔处理后,转炉钢渣中P的溶出率显著升高,而金属元素的溶出被抑制。添加质量分数10%的Fe_(2)O_(3)改质可促进P_(2)O_(5)在2CaO·SiO_(2)相的富集,在pH=2时,改质钢渣中P的溶出率为91.1%,而Fe的溶出率仅为0.27%。浸出后的残渣主要由Fe_(2)O_(3)和CaO组成,P_(2)O_(5)含量极低,表明重熔改质处理可促进P的选择性浸出,且残渣可作为冶金熔剂再利用。

简便合成相可调的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶及相转变过程的原位研究

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr_(3)和六方相Cs_(4)PbBr_(6)两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1∶1∶4),体系中主要生成了单斜相的CsPbBr_(3)纳米立方块,该立方块主要经历了快速成核、尺寸分布聚焦生长和Ostwald熟化生长3个阶段,最终尺寸为(11.8±1.6)nm.随着TOABr用量的增加,Br^(-)与Pb^(2+)结合形成[PbBr_(3)]^(-)和少量的[PbBr_(4)]^(2-)络合物,两种络合物相互竞争.在成核期和生长早期体系中[PbBr_(3)]^(-)占主导,因而形成大量的CsPbBr_(3)纳米晶,随着反应的进行,体系中过量的Br^(-)会与纳米晶中的Pb相互作用,导致CsPbBr_(3)纳米晶部分转变为具有六边形形状的Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶,同时[PbBr_(4)]^(2-)络合物的存在使得Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶继续长大,最终形成以CsPbBr_(3)为发光中心的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶.只有当TOABr用量为0.32 mmol时所得的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶其光学性能和稳定性表现最佳.在此浓度下改变Cs/Pb摩尔比只影响CsPbBr_(3)纳米晶和Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶在体系中的相对含量,当Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶含量较高时其荧光强度和稳定性相对较差.该工作对低温可控合成高效稳定的铯铅卤钙钛矿纳米晶提供一定思路.

钛铁矿在混凝土液相环境下的物相转变

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。以钛铁矿石为研究对象,分析了FeTiO_(3)在混凝土液相环境中可能的物相转变,以期为钛铁矿尾矿的利用提供依据。通过热力学计算分析了钛铁矿(FeTiO_(3))的热力学稳定性;将钛铁矿石粉分别在20℃和80℃的模拟混凝土孔溶液中浸泡28 d和270 d,采用XRD、SEM/EDS检测矿物转化情况;用钛铁矿石取代部分碎石制备了混凝土,并分别在20℃和80℃养护,研究对混凝土强度的影响。热力学计算结果表明,FeTiO_(3)在有O_(2)的环境中是不稳定的,可以转化为Fe_(3)O_(4)或Fe_(2)O_(3)及TiO_(2);钛铁矿在模拟混凝土孔溶液中的浸泡实验显示,钛铁矿没有明显变化;混凝土强度实验表明,不论是20℃还是80℃养护,钛铁矿石取代5%碎石时,混凝土抗压强度有所提高,取代量为15%时,抗压强度均又降低,原因为钛铁矿石中的石英发生了碱骨料反应。

Sn诱导Al−4Cu合金中θ′相向θ相的相转变机制及其对合金高温强度的影响

通过显微组织观察和拉伸试验研究添加0.02%Sn(质量分数)对Al−4Cu合金在573 K高温热暴露过程(100 h)中θ′向θ相转变机制和高温强度的影响。研究结果表明,Sn微合金化能完全改变Al−4Cu合金在持久热暴露过程中θ′相向θ相的相转变机制。在未添加Sn的Al−4Cu合金中,棒状θ相在粗化后的盘状θ′相的表面形核和生长。然而,当添加少量Sn后,θ相首先在β-Sn颗粒上异质形核,然后形成粗大的针状相。由于Sn微合金化能提高Al−4Cu合金中θ′相的数密度并降低其尺寸,因此,Al−4Cu合金在T5状态下的室温和573 K高温下的屈服强度得到显著提高。然而,Sn微合金化能同时促进持久热暴露过程中θ′相向θ相的转变,导致Al−4Cu合金在热暴露后的高温(573 K)强度显著降低。

煤矸石制备活性炭-介孔硅复合材料及其过程物相转变

煤矸石是一种含碳、硅、铝的混合物,将其用于制备复合材料,可解决元素分离难、产品纯度低等问题,显示出良好的应用前景。以煤矸石为原料,通过碱熔、酸浸等过程制备活性炭-介孔硅复合材料(AC-SiO_(2)),考察了不同反应条件对煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料孔容和比表面积的影响规律,并结合XRD、FTIR等方法研究了煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料制备过程的物相转变。结果表明:煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料的孔容和比表面积受到碱熔条件和酸浸条件的影响,其中尤以KOH浸渍液浓度、焙烧温度、HCl酸浸浓度的影响最为显著;当KOH浸渍液浓度大于10.7 mol/L、焙烧温度高于700°C时,煤矸石中所含的高岭石、石英将转变为钾霞石和硅酸钾物相,固相碳转变为活性炭,再经超过6.0 mol/L HCl酸浸后,可形成活性炭-介孔硅复合材料。在优化条件下,煤矸石中碳、硅转化率高达90.28%,产率可达40.2%,制得产品颗粒表面分布有层状结构堆积形成的微孔和介孔(微孔和介孔各占近1/2,比表面积可达835.1 m^(2)/g,平均孔径为2.97 nm,总孔容为0.62 cm^(3)/g),其对分子量不同的甲基橙和罗丹明B均有明显的吸附作用,吸附容量分别超过99.01 mg/g和99.87 mg/g。

非溶剂诱导相转变法制备的聚羟基脂肪酸酯超滤膜的过滤性能

作为一种全生物降解塑料,聚3-羟基丁酸脂-co-4-羟基丁酸酯(P34HB)多孔膜的开发无疑将扩展其应用领域。文中通过非溶剂诱导相转变(NIPS)方法制备了P34HB超滤膜,确定了合适的聚合物制膜浓度,并通过引入相对分子质量分别为400和8000的聚乙二醇(PEGs),探讨了铸膜液组分与孔洞结构、过滤性能之间的关系。结果显示,制备的超滤膜均呈海绵状结构,添加PEGs后膜的抗污染性能有一定提升。添加3.3%PEG400所制成的膜性能最佳,腐殖酸截留率为89%。添加少量的PEG400有利于提高膜的亲水性,从而提高对疏水性污染物腐殖酸的抗污染性能,最终在11 h的过滤过程中保持稳定通量。

酸性矿山废水S(-Ⅱ)对含铬和钼施氏矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对酸性矿山废水中重金属的环境行为有一定的制约作用,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并产生相转变,从而引起重金属的再次释放。采用快速化学法合成不同铬、钼含量的重金属负载型施氏矿物,并采用流动柱法结合XRD、SEM及XPS等表征手段探究酸性矿山废水还原性S(-Ⅱ)对负载不同含量铬和钼的施氏矿物溶解与相转变的影响。结果表明:淋滤液中重金属和硫离子浓度随淋洗天数的增加而下降,并随铬和钼负载含量的增加而明显下降,下降量大小顺序为Sch>0.1Mo0.06Cr-Sch>0.2Mo0.09Cr-Sch,而重金属铬和钼的释放过程以零级动力学模型描述最佳。XRD和XPS表征结果表明:未负载重金属施氏矿物处理组反应后产物主要为针铁矿,而负载的重金属在一定程度上提高了施氏矿物的稳定性,延迟了矿物的相转变。

垃圾焚烧飞灰与玻璃添加剂熔融固化物相转变研究

高温熔融固化城镇生活垃圾焚烧飞灰是一类极具前景的危险废物处理技术。在熔融固化过程中飞灰和玻璃添加剂反应引起的物相转变一直是该领域关注的重点。以飞灰和配合料(飞灰和玻璃添加剂混合物)为研究对象,利用ICP-AES、IC、DSC和XRD等表征方法确定飞灰化学组成,并开展高温熔融过程中的物相转变研究。结果表明,焚烧飞灰主要由Ca、Si、Cl组成,物相主要包括含水化合物、氯化物、碳酸盐和硫酸盐等。飞灰在热处理过程中主要发生含水化合物脱水分解、碳酸盐分解及硅酸盐中间物相生成;引入玻璃添加剂(SiO_(2)和B_(2)O_(3))后,配合料的脱水和碳酸盐分解反应基本不受影响,但硅酸盐中间物相的析出温度降低,并在850℃出现玻璃相,最终在1300℃完全转变为非晶态;此外,延长保温时间在一定程度上可以促进物料间的反应。

Sm-Co-Cu合金相转变及微观组织研究

研究了Sm_(10.5)Co_(89.5-x)Cu_(x)(x=5,10,15,20)合金的相转变及微观组织结构。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了Sm_(10.5)Co_(89.5-x)Cu_(x)(x=5,10,15,20)合金的相组成、相结构及微观组织。结果表明Sm10.5Co89.5Cu5合金中含有α-Co相和Sm_(2)Co_(17)相,而Sm_(10.5)Co_(89.5-x)Cu_(x)(x=5,10,15,20)合金中含有α-Co相,Sm_(2)Co_(17)相和Sm(Co,Cu)5相。随着Cu含量的增加,Sm(Co,Cu)5相和α-Co相的体积分数不断增加,而Sm_(2)Co_(17)相的体积分数则不断减少。通过差热分析(DTA)对Sm_(10.5)Co_(89.5-x)Cu_(x)(x=5,10,15,20)合金的相转变温度进行了分析。结果表明,Sm_(2)Co_(17)相和α-Co相的形成温度随Cu含量的升高而降低。

Sm-Co-Fe合金的微观组织及相转变研究

稀土Sm-Co永磁材料由于具有良好的热稳定性和耐腐蚀性在航空航天和军工等行业有广泛的应用。在其中添加Fe、Cu、Ti和Zr等合金元素会影响其微观组织结构与相组成,使合金的磁性能发生改变。通过合金熔炼Sm_(10.5)(Co_(1-x)Fe_(x))_(89.5)(x=5~35)铸态合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热分析(DSC)表征手段对Sm10.5(Co_(1-x)Fex)89.5铸态合金的凝固组织结构以及相转变温度进行分析。结果表明:添加了Fe元素的Sm-Co基合金的微观组织为S_(m2)(Co,Fe)_(17)及fcc(Co,Fe)相,随着Fe元素的增多,fcc(Co,Fe)相逐渐增多,当Fe含量达到30%时达到峰值,随后开始下降;通过对合金热分析曲线的测定,分析得出Sm_(10.5)(Co_(1-x)Fe_(x))89.5在不同x含量下相转变过程。

添加高岭石对铝矾土尾矿高温物相转变规律的影响

本研究以河南省焦作市出产的铝矾土尾矿为主要原料,以高岭石为物相调控剂,通过高温煅烧制备刚玉-莫来石复相材料,采用XRD和SEM研究煅烧温度和高岭石添加量对其物相组成和显微形貌的影响规律,采用热力学计算进一步探讨了铝矾土尾矿在高温下物相转变的机制。结果表明,铝矾土尾矿在1000°C以上的温度热处理后,物相转变产物为莫来石、刚玉和石英;添加高岭石可促进铝矾土尾矿向莫来石转变,在1100°C以上的温度热处理后的产物物相以莫来石和刚玉为主,可望作为刚玉-莫来石复相原料被应用于耐高温材料领域。

钛铁矿在硫酸盐侵蚀下的物相转变研究

为了探明钛铁矿尾矿在混凝土中应用的可行性,以钛铁矿石为研究对象,分析了FeTiO_(3)在Na_(2)SO_(4)溶液和MgSO_(4)溶液中可能的物相转变,以及对混凝土强度的影响。将钛铁矿石粉分别在20℃和80℃的5%Na_(2)SO_(4)溶液和5%MgSO_(4)溶液中浸泡28 d和270 d,采用XRD、SEM/EDS检测矿物转化情况;用钛铁矿石取代部分碎石制备了混凝土,分别在20℃和80℃的Na_(2)SO_(4)溶液和MgSO_(4)溶液中养护,研究对混凝土强度的影响。钛铁矿石的浸泡试验显示:钛铁矿(FeTiO_(3))在Na_(2)SO_(4)溶液和MgSO_(4)溶液中没有发生物相转变;混凝土强度试验表明:用适量的钛铁矿石替代碎石制备混凝土时,对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能没有不良影响。

水性聚氨酯乳化过程中相转变的研究

本文合成了单官能团小分子物质封端的脂肪族水性聚氨酯预聚物 ,通过考察预聚物加水乳化过程中粘度及电导率的变化 ,研究了其相转变行为 .实验结果表明 ,随着软段分子量升高 ,体系的相转变点后延 ;聚酯体系的相转变比聚醚体系的相转变发生得早 ;[NCO]/ [OH]值越接近 1,体系的粘度就越高 ,相转变发生所需的水含量也越高 ;羧基含量及中和度也会对分散体系的相转变产生影响 .通过选择合适的条件 。