超声辅助水剂法提取硅藻土中玉米蜡脂的工艺优化

为了提高玉米油精炼的附加值,并实现硅藻土的可循环利用,以玉米油精炼副产物含蜡脂的硅藻土为原料,采用超声辅助水剂法提取玉米蜡脂,考察了不同提取条件对玉米蜡脂提取率的影响,并通过响应面法优化玉米蜡脂提取的工艺条件。结果表明:超声辅助水剂法提取玉米蜡脂的最佳工艺条件为超声功率480 W、超声时间4 h、提取温度95℃、料液比1∶3,在此条件下玉米蜡脂提取率为(59.46±0.91)%。综上,超声辅助水剂法可以有效提取硅藻土中的玉米蜡脂。

硅藻土基定形相变材料的制备及应用进展

硅藻土是硅藻植物经过漫长的沉积成岩而形成的一种非金属矿物。硅藻土具有丰富微孔、耐高温、耐腐蚀性、价格低廉和资源丰富等优点,作为一种良好的吸附载体材料而受到广泛关注。介绍了硅藻土的结构特点并归纳了硅藻土常见的几种改性方法,综述了硅藻土基定形相变材料的种类及制备方法,总结了该材料在建筑领域的应用进展,分析了现阶段硅藻土基定形相变材料研究中存在的问题,并提出未来工作中需要关注的重点,以期为其规模化推广应用提供参考。

硅藻土衍生硅碳负极材料的制备及其储锂性能研究

本文以管状和盘状两种天然硅藻土作为初始原料,制备了一系列硅藻土衍生硅碳负极材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段系统表征了所制备样品的晶体结构、微观形貌及化学组成.将制备的硅藻土衍生硅碳负极材料作为活性物质组装为锂离子电池,对比了管状和盘状两种形貌对其储锂性能的影响,并详细考察了沥青衍生碳包覆层的加入量对硅碳负极材料比容量及循环稳定性的影响.测试结果表明,样品管DE-1∶3和管DE-1∶6在0.2 A g^(-1)较低电流密度下均具有较好的容量保持率,循环500次之后比容量分别可保持443 mAh g^(-1)和414 mAh g^(-1),而样品管DE-1∶6则在0.5 A g^(-1)较大电流密度下具有更好的结构稳定性.

石蜡/碱改性硅藻土/膨胀石墨复合相变储热材料的制备及性能

通过碱处理,优化了硅藻土(DIA)的孔隙结构,提高了孔隙率,增加了石蜡(paraffin)负载量。通过直接浸渍法制备了新型性状稳定的石蜡/碱改性DIA/膨胀石墨(EG-alDIAP)复合材料,并研究了其结构与性能的关系。结果表明,复合相变材料的石蜡负载量从47.4%提高到了61.1%,进而提高了复合材料的储热性能;向改性DIA中添加膨胀石墨(EG)提高了复合材料的传热能力,添加质量分数10%EG时导热系数提高了113%(从0.276 W·m^(-1)·K^(-1)提高到了0.589 W·m^(-1)·K^(-1))。随着EG含量的升高,复合相变材料的相变潜热有所增加,但化学相容性、稳定性等无明显变化。含10%EG的石蜡/碱改性DIA复合材料具有可靠的储能性能、良好的温度调节性能和蓄放热能力。

微胶囊化硅藻土吸附改性矿用聚氨酯泡沫

针对目前矿用聚氨酯泡沫(RPUF)易燃以及阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)的应用易引起材料“坍塌”和力学性能下降等问题,采用硅藻土吸附和仿贻贝材料表面包覆的方法对传统阻燃剂进行了改性,设计并制备了环境友好的微胶囊化硅藻土吸附阻燃剂(MDFR)。利用万能试验机研究了MDFR对RPUF力学性能的影响;采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热的测试手段,研究MDFR对RPUF阻燃性能的影响;利用扫描电子显微镜和热重分析等表征,研究了MDFR对RPUF微观形貌以及热稳定性的影响,并探讨了阻燃机理。结果表明,阻燃剂MDFR的加入,相比于传统阻燃剂DMMP和TCPP,RPUF的力学性能得到能明显改善,微观泡孔结构完整,并且其热解活化能升高,热稳定性增加;同时,MDFR在抑制RPUF燃烧时的烟气释放和CO释放方面效果明显,降低了有毒有害气体的释放。机理分析显示,MDFR的加入使阻燃RPUF燃烧后炭层厚度和致密性增加,有效阻止了材料燃烧过程中的热交换和可燃性气体、有毒气体的释放,使之在使用过程中更加安全。对比两种改性阻燃剂MDFR-1和MDFR-2,以TCPP为原料改性的MDFR-2阻燃剂效果更优。

硅藻土沥青混凝土流变性和红外光谱

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究硅藻土掺量对沥青混合料的物理性质、流变性能以及路用性能的影响,开展了不同硅藻土掺量作用下的沥青混合料基本物理实验、流变实验、高温稳定性和低温抗裂性能实验。结果表明:在硅藻土掺量为30%时,沥青混合料的软化点、锥入度和延度达到极大值,以及在硅藻土掺量为40%时,沥青混合料的针入度达到极大值,而延度的变化规律却呈现出不断增大的趋势。而温度为170℃作为沥青混合料的制备温度以及选取硅藻土掺量为30%作为沥青混合料低温抗裂性能较优值。同时,掺加硅藻土可以有效地提升沥青混合料的高温性能,但过量掺入硅藻土会弱化其高温性能。随着硅藻土掺量不断增大,沥青混凝土红外光谱中部分特征峰峰值的变化规律呈现出不断减小的趋势,且在沥青混凝土老化过程中,其内部的轻质组分受到高温的影响,发生了挥发现象,但是随着硅藻土掺量的不断增大,沥青混凝土老化后的轻质组分对应的特征峰峰值变化幅度却不大。

负载量对硅藻土基TiO_(2)复合材料应用性能的影响

为了提高硅藻土基二氧化钛复合材料的应用性能,推进其产业化进程,采用水解-沉淀法制备了硅藻土基二氧化钛复合材料,研究了TiO_(2)负载量对复合材料吸附性能、光催化性能及白度的影响。结果表明,TiO_(2)负载量对复合材料吸附性和光催化性影响较大,对污染物的光降解性能取决于其吸附性和光催化性的协同效应,在负载量为46%时,复合材料的光降解性能较好。复合材料白度随着TiO_(2)负载量增大而增高,在负载量为46%时,复合材料白度为91%,达到建筑装饰材料白度标准。

硅藻土介导的截形叶螨成螨爪哇虫草菌敏感性提升和表皮特征变化

【目的】截形叶螨Tetranychus truncatus抗药性演化快,防治难度不断加大,研发微生物杀螨剂迫在眉睫。杀虫真菌爪哇虫草菌Cordyceps javanica JS001菌株已开发为防烟粉虱Bemisi tabaci等害虫的生防药剂。本研究旨在探索爪哇虫草菌对截形叶螨的致病力以及其理想助剂材料,以挖掘爪哇虫草菌对截形叶螨的生防潜力。【方法】采用喷雾法测定爪哇虫草菌JS001菌株1.0×106孢子/mL孢子悬浮液侵染后截形叶螨卵、若螨以及成螨的累计死亡率;分别用硅藻土(0.025 g/L)溶液以及添加了硅藻土的爪哇虫草菌JS001菌株孢子悬浮液(1.0×106孢子/mL)喷施截形叶螨2日龄成螨,观察记录成螨的感染死亡情况;以硅藻土溶液(0.025 g/L)喷施截形叶螨2日龄成螨,扫描电子显微镜下观察并计算截形叶螨2日龄成螨表皮褶皱间距和单位距离(10μm)内褶皱数。【结果】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨的卵未表现出致病力,造成成螨的死亡率为81.75%,显著高于若螨的死亡率(40.91%)。硅藻土能加速爪哇虫草菌JS001菌株对成螨的致死作用,平均存活时间缩短0.6 d。扫描电子显微镜观察结果表明,与对照比较,硅藻土处理能疏松成螨表皮的微阵列结构,相邻褶皱之间的平均距离显著变大,且单位距离(10μm)内的平均褶皱数目显著下降。【结论】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨成螨具有较高致病力,硅藻土能改变成螨表皮物理结构并提升爪哇虫草菌JS001菌株的杀螨活性。

铁基质硅藻土处理油田含硫注入水的吸附性能研究

针对油田注入水中含硫而危害设备的问题,选择铁基质硅藻土脱硫剂(M-1),开展其在不同停留时间下的除硫效果和不同温度下的饱和吸附量实验。利用SEM、EDS等技术对M-1进行表征,利用热力学与动力学模型对实验数据进行拟合。结果表明,M-1表面为均匀细密的孔道,硫容能力强,主要成分为含40%铁的硅藻土;其吸附速度快,反应1 min时,水样中硫含量由原来的40.32 mg/L减少为0.029 mg/L,除硫率达到99.93%;该吸附过程符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,属于单分子层吸附,是由化学吸附占主导地位,化学和物理吸附共同控制的过程,且该吸附是自发、混乱度降低的微放热反应。

超亲氮化碳-硅藻土复合滤层油包水乳液快速破乳

目的实现高黏度油品油包水乳液的快速高效破乳。方法以三聚氰胺为原料,通过热聚法制备超亲水材料氮化碳,采用制备的氮化碳混合硅藻土制备复合滤饼,通过抽滤实现高黏度油包水乳液快速破乳。结果含质量分数为1.5%氮化碳的0.5 cm氮化碳-硅藻土滤饼可实现水含量在6%(w)以内,乳滴粒径在2.32μm及以上,油包水乳液完全破乳,20 kPa真空度的破乳速率可达3.57 L/min,破乳效率为97.36%,油回收率为99.72%以上;增大破乳用滤饼厚度,可用于更高含水量乳液的破乳;破乳基于超亲氮化碳对水的强吸引力和硅藻土微孔破碎共同作用。结论氮化碳-硅藻土滤饼可实现油包水乳液快速高效破乳,具工业实用前景。

基于硅酸钠和硅藻土的油井水泥自愈合材料的制备及表征

【目的】研究硅藻土对硅酸钠的吸附效果,探讨油井水泥环微裂缝的修复问题。【方法】采用硅酸钠作为自愈合剂,硅藻土为载体,利用真空浸渍法制备硅藻土基自愈合材料;借助扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、红外光谱仪(infrared spectrometer,FTIR)、全自动表面积和孔结构分析仪(automatic surface area and pore structure analyzer,BET)进行分析;通过对比分析掺入硅藻土基自愈合材料前、后水泥石的抗压强度、恢复率和渗透率等,对自愈合效果进行评价;通过对水泥石裂缝表面物质进行X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)、热重分析(thermal analysis,TG)和SEM分析评价材料的自愈合机制。【结果】利用真空浸渍法能够成功制得硅藻土基自愈合材料;硅藻土基自愈合材料在油井水泥中最佳掺量为9%(质量分数),该试样劈裂造缝后自愈合14 d的抗压强度比纯水泥的提高99.57%,自愈合14 d后渗透率为0.42 mD,渗透率降低率达到75.44%,比纯水泥试样的高40.94%,且自愈合14 d后裂缝表面已经闭合。【结论】硅藻土基自愈合材料制备工艺简单,在油井水泥浆中具有良好的分散性和稳定性,可以促进油井水泥石微裂缝自愈合。

含镁沸石型焙烧硅藻土的制备及其性能研究

为解决焙烧硅藻土(C-D)吸附性能较低的问题,以C-D为原料,MgCl_(2)和NaOH为前驱体,采用水热法制备了含镁沸石型焙烧硅藻土(Mg-Z-C-D),并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对其进行表征。结果表明,制备的Mg-Z-C-D比表面积较高,为237.47 m^(2)/g,是C-D的273倍;其对亚甲基蓝(MB)的吸附量为125.46 mg/g,是原焙烧硅藻土的77倍。Mg-Z-C-D对MB主要为单层吸附,化学吸附决定了吸附速率,颗粒内扩散过程是主要的速率控制过程。

硅藻土-白炭黑-Si69偶联剂-硅橡胶复合材料性能研究

采用机械共混法制备硅藻土-白炭黑-Si69偶联剂-硅橡胶复合材料,分析硅藻土与白炭黑的配比、Si69偶联剂用量对复合材料硫化性能、物理机械性能和绝缘性能的影响。结果表明:随着硅藻土用量的增加,复合材料的工艺正硫化时间先增加后减小,表面电阻率和体积电阻率呈现先升高后降低的趋势,物理机械性能下降。当硅藻土与白炭黑的配比为10∶10时,用3份Si69偶联剂进行改性,复合材料的撕裂强度、扯断伸长率以及绝缘性能都较好。

啤酒厂过滤工段废硅藻土的生物再生及回用的可行性研究

为解决废硅藻土资源浪费问题,并规避热再生及化学再生的缺陷,本文筛选出一株细菌及一株真菌对废硅藻土进行再生处理,并初步探究了两株菌及其混合培养对废硅藻土中蛋白质的去除效果及结构的改善情况。两株菌在培养基中显示了良好的蛋白质去除能力,分别可以降解培养基中83%和88%的蛋白质,使得培养基中NH_(4)^(+)-N的浓度显著增加。在生物处理实验中也表现出优异的再生效果,废硅藻土中的蛋白质降低了54.3%。废硅藻土中被堵塞的孔隙被释放出来,比表面积和孔容都得到了很大的提升,分别由16.50 m^(2)/g和0.077 cm^(3)/g提升到26.21 m^(2)/g和0.139 cm^(3)/g。在回用实验中,再生硅藻土能去除啤酒中67%的蛋白质,且能将为过滤啤酒的浊度由0.73 EBC降低至0.22 EBC,过滤蛋白质的效果和浊度降低效果都接近新硅藻土的过滤效果,远好于废硅藻土的过滤效果。过滤后,啤酒的非生物稳定性得到了提升。与用储存15 d后的废硅藻土过滤啤酒的浊度显著增加相反,用储存15 d后的再生硅藻土过滤啤酒后,其浊度并没有太多的改变。综合分析,本研究中的复合菌可以通过自身的代谢作用降解废硅藻土中的大分子蛋白质,释放其轮盘上的孔隙,从而使废硅藻土有效再生,再生后的硅藻土也具有重新回用于啤酒过滤工艺的可能性。

硅藻土基自粘附超疏水防腐涂层的制备

金属是工业和日常生活最常用的原材料之一,金属设备遍及生活的方方面面。但是随着使用时间的延长,这些设备将不可避免的发生锈蚀,严重降低设备性能、缩短服役寿命,甚至可能导致安全事故事故的发生,因此延缓金属的腐蚀至关重要。长久以来,涂覆有机涂层法是最便捷高效的防腐措施。超疏水涂层凭借独特的材料特性和巧妙的表面结构,不仅能够阻止腐蚀性介质的入侵,同时可以延缓污垢的附着。在这次研究中,以硅藻(DE)土为“桥梁”,将具有Cl-固化效果的Ni-Co LDH和Fe 3O 4磁性纳米材料进行组装,并进行疏水改性,制备了磁性疏水Fe 3O 4/Ni-Co/DE磁性微胶囊填料,实现了硅藻微胶囊的Cl-固化和疏水的协同防腐。另外,将获得的磁性疏水填料与聚偏二氟乙烯(PVDF)混合,制备了具有钢铁自粘附特性的疏水防护涂层。测试结果表明自粘附涂层最大疏水角为151.52°,在模拟海水中浸泡20 d后最优异自粘附涂层的阻抗模值仍然高达1011Ω·cm^(2),表现出优异的自清洁和防腐蚀性能。

硅藻土负载ZnO制备及填充PLA/PBAT复合材料性能

将硅藻土原土作为载体,采用吸附-化学沉淀方法制备硅藻土负载ZnO(D-ZnO),用其填充制备抗菌性PLA/PBAT复合材料。对比研究了D-ZnO和市售纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料后,复合材料的抗菌、力学和结晶性能。结果表明,硅藻土表面成功负载六方纤锌矿型ZnO,负载率为12.81%。硅藻土原土对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌基本没有抑菌作用。而D-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的杀菌作用,0.25 mg/mL D-ZnO水溶液处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率达到100%。当采用1份D-ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率可以达到99.5%和98.9%;采用相同含量的纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仅为91.7%和90.9%。当D-ZnO填充量为1份时,PLA/PBAT/D-ZnO复合材料的力学性能变化较小,结晶度由5.9%提高至17.5%;而采用相同含量的纳米ZnO填充时,PLA/PBAT/ZnO复合材料的力学性能约下降了50%,并且,纳米ZnO对PLA/PBAT成核具有抑制作用。

硅藻土基复合材料吸附印染废水中磷酸盐的研究进展

过量的磷引起水体富营养化,进而对环境造成危害。近年来将硅藻土作为多孔载体材料用于去除废水中磷酸盐备受关注。介绍了金属(氢)氧化物、稀土元素、施氏矿物、金属有机骨架及海藻酸钠改性得到的硅藻土基复合材料的理化特征、吸附磷酸盐效果和吸附原理等,提出了硅藻土基复合材料在控制磷酸盐污染方面的发展方向。

改性硅藻土对污水中重金属离子的吸附性能

这是一篇矿业工程领域的论文。采用十二烷基磺酸钠和四氧化三铁对硅藻土进行改性,分析外部因素对吸附效果的影响,并开展改性硅藻土吸附重金属离子后物相成分变化以及微观结构变化的实验。结果表明:改性硅藻土掺量为4 g/L、吸附时间为40 min、温度设置为30℃,pH值设定为5,初始浓度均设定为200mg/L时,改性硅藻土的吸附效果达到较佳。Freundlich模型对实验曲线的拟合度为0.90以上,而Langmuir模型对实验曲线的拟合度均在0.9以下,这就说明了Freundlich等温吸附模型更加适用于改性硅藻土吸附重金属铅离子吸附量的变化规律。改性硅藻土吸附铅离子前后的XRD图谱特征衍射峰并未有明显的差异,只是衍射峰的峰强度有所减小,但是改性硅藻土内部其他矿物成分却不变以及结构没有发生明显变化,这也说明了改性硅藻土可以有效地吸附污水中的铅离子,但是吸附过程基本属于物理吸附。

低品位硅藻土无熟料胶凝材料制备及机理研究

为提高低品位硅藻土在建筑材料领域利用率,减少堆存量,本试验采用石灰(钙质)、Na_(2)SO_(4)协同激发活化改性低品位硅藻土制备胶凝材料,研究了其强度变化并通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪探讨了作用机理。结果表明,低品位硅藻土的最佳活化改性温度为850℃,胶凝材料中CaO与SiO_(2)摩尔比为1.4,Na_(2)SO_(4)掺量为1.2%时,其28 d抗折强度、抗压强度、表观密度最优,分别为3.8 MPa、19.5 MPa、0.98 g/cm^(3)。低品位硅藻土胶凝材料中石灰与SiO_(2)形成了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,Na_(2)SO_(4)复合石灰和改性硅藻土中偏高岭土反应生成地聚物,最终改善了强度。

硅藻土/BiOBr光催化降解四环素废水研究

利用简单的溶解热法成功制备了硅藻土(DT)/BiOBr复合光催化剂,对其形貌和成分进行了表征。对复合光催化剂降解废水中四环素的性能和催化剂的稳定性进行了试验。结果表明:BiOBr纳米片在硅藻土表面分散均匀,材料纯度高、结晶性好;DT/BiOBr-1的光催化性能最好,100 min内降解四环素的效率达到95.1%,重复使用4次后依旧保持较高的催化活性。光催化降解反应中的活性物种主要是羟基自由基和光生空穴,同时超氧自由基也起到了一定的作用。