碱溶性聚酯/碳酸钙/聚酯(COPET/CaCO_(3)/PET)多孔纤维制备及性能研究

采用自制的碱溶性聚酯/碳酸钙(COPET/CaCO_(3))母粒与聚酯(PET)母粒,经熔融纺丝实现对传统PET纤维的改性,结合单因子控制变量法优选碱酸处理制备COPET/CaCO_(3)/PET多孔纤维的最佳工艺参数,并对纤维性能进行测试与表征。结果表明,当NaOH质量分数为4%、HCL质量分数为3%时,纤维具有较好的表观形态和孔隙结构。在最优处理条件下,纤维内部含有较多分布均匀的孔隙,孔径主要集中分布在15~54nm。此时,纤维的断裂强度、线密度、比表面积和熔融温度分别为1.29cN/dtex、4.84dtex、5.5273m^(2)/g和253.85℃。

环保型改性纳米碳酸钙降滤失剂的合成与性能评价

纳米碳酸钙在钻井液中具有降滤失及封堵作用、且环保,但分散性差、易团聚,导致效果不理想。使用硅烷偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性,再通过自由基共聚法将抗温、抗盐单体接枝到改性纳米碳酸钙表面,得到改性纳米碳酸钙降滤失剂SDNPJ-2,采用红外光谱(FTIR)、热重分析进行表征,同时对比评价其综合性能,通过对膨润土基浆粒径、zeta电位分析,滤饼扫描电镜(SEM)分析,考察SDNPJ-2在黏土颗粒上的吸附特征,研究改性纳米碳酸钙降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明:SDNPJ-2可抗230℃高温;1%SDNPJ-2可分别使4%膨润土基浆、25%盐水基浆、10%CaCl_(2)基浆150℃/(16 h)老化后的API滤失量降低70%、89%和85%,可抗氯化钠250000 mg/L、抗氯化钙100000 mg/L,降滤失效果优于国外同类目前最优产品Driscal D;生化需氧量(BOD_(5))为558 mg/L、BOD_(5)/COD(化学需氧量)达22.6%,可生物降解;SDNPJ-2通过酰胺基团吸附于黏土表面、改善其分散性,优化体系粒径级配、通过物理堆积有效封堵滤饼和地层孔隙,两方面协同达到优良的降滤失效果。

Top-down法评定EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度

依据Top-down技术中的质控图法对EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度进行评定。利用2021年质控样标准物质GBW 07333、GBW 07314和GBW 07316中CaCO_(3)测定值的时序数据进行评定,3组时序数据正态统计量A^(2*)(s)和独立性统计量A^(2*)(RM)均小于1,CaCO_(3)测定值、A_(EWMi)和移动极差控制图没有失控点,3组时序数据处于受控状态。当CaCO_(3)质量分数分别为2.05%、6.20%和38.56%时,计算得其扩展不确定度分别为0.08%、0.07%和0.20%。将测量不确定度与对应含量值进行线性拟合建立了不确定度预测模型,GBW 07309和GBW 07334中CaCO_(3)的测量不确定度预测值分别为0.09%和0.18%,预测值与Top-down技术获取的评定结果较为吻合。

利用PEG/Na_(2)CO_(3)双水相乳液法制备碳酸钙微球及其形成机理

具有微隔室化作用的乳液法是制备球形材料的有效手段。本研究利用聚乙二醇(PEG)与碳酸钠(Na_(2)CO_(3))组成的双水相体系制备碳酸钙微球。首先对双水相的形成条件进行了探究,并绘制相图。然后以Ca Cl_(2)为钙源、PEG/Na_(2)CO_(3)双水相乳液的分散相Na_(2)CO_(3)为碳源,制备了高分散性的Ca CO_(3)微球。研究了双水相体系组成、复分解反应条件等因素对Ca CO_(3)成球效果的影响,分析了产物的微观形貌、晶体结构和粒径分布。结果表明,在33%PEG8000-7%Na_(2)CO_(3)(质量分数)的双水相乳液中,Ca Cl_(2)溶液与PEG/Na_(2)CO_(3)乳液体积比为1∶15、反应时间为1min、陈化时间为0.5h的最优条件下,合成了球形度高、粒径为3.4μm的Ca CO_(3)微球,且Ca CO_(3)以球霰石为主(高达95.72%),包含少量方解石;其成球机理为,Ca^(2+)渗透至微小球形液滴的内部,在具有微隔室化的细小空腔中与CO_(3)^(2-)发生反应,形成晶核并快速生成球霰石,PEG-水环境阻止球霰石发生溶解-重结晶,抑制了球霰石向方解石发展的趋势,然后晶核在双水相体系的大分子拥挤微环境下限域生长,最终得到球形结构。

不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明:1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重质碳酸钙作为钙源的固沙效果最好,建议选用重质碳酸钙作为制备CFPK溶液的钙源。

复掺碳酸钙晶须增强轻质ECC材料力学性能研究

工程水泥基复合材料(ECC)由于其拉伸应变硬化行为和紧密多裂缝的独特特性能够满足混凝土基础设施韧性和耐久性的严格要求。使用粉煤灰漂珠代替细石英砂作为轻质细集料,使用国内高强高模量PVA和PE纤维,并复掺碳酸钙晶须对ECC进行多尺度增强,对轻质ECC的强度、单轴拉伸性能、薄板四点弯曲性能和孔隙率等进行试验研究。结果表明:碳酸钙晶须掺量为体积的1%时最佳,PVA-ECC抗压强度为57 MPa,极限拉伸强度为4.31 MPa,拉伸应变为3.44%;而PE-ECC抗压强度为60.4 MPa,极限拉伸强度为4.77 MPa,拉伸应变为8.16%。适量的晶须掺入,能够优化孔隙结构,提升强度,晶须微观桥接作用可延缓了微观裂纹发展,同时晶须可以增加界面粗糙度,提高摩擦结合强度,从而提高ECC拉伸应变能力。

含硅型碳酸钙垢防垢剂SMAA的研究

采用水溶液自由基共聚法,以次磷酸钠(SHP)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为原料、2,2′-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(V50)为引发剂,合成了一种新型含硅聚合物防垢剂SMAA,并利用FTIR、^(1)H NMR和XPS对其结构进行表征。结果表明,最优合成条件为:单体配比n(SHP)∶n(MA)∶n(AMPS)∶n(A171)=10∶30∶10∶1,引发剂加量为1.0%,反应温度为80℃,单体浓度为25%,聚合反应时间为5 h。在评价温度为70℃、加量为50 mg/L时,防垢率可达92.9%。利用SEM、XRD和TEM对防垢剂SMAA作用于碳酸钙的机理进行研究,防垢剂SMAA的防垢机理是使碳酸钙晶体发生晶格畸变,阻碍碳酸钙晶体的聚集增大,对已形成的碳酸钙微晶进行包覆。

微生物诱导碳酸钙沉积固化三峡库区黏性紫色土试验研究

三峡库区自然灾害频发,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种具有能耗低、无污染且可持续等优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型,土壤孔隙较小,而MICP对其加固效果尚不明确。设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度(OD_(600)为0、0.5、1.0、1.5)和胶结液浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L)组合,对土壤试样进行MICP固化处理。开展不固结不排水三轴剪切试验,研究各试样的应力-应变关系、弹性模量和抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角),并利用扫描电镜测试分析其微观结构。结果表明:固定菌液浓度或胶结液浓度时,抗剪强度、弹性模量及黏聚力均随胶结液浓度或菌液浓度的增加呈先增后减的变化趋势,最适菌液与胶结液浓度组合为菌液OD_(600)=1.0和胶结液1.5 mol/L。平均内摩擦角随胶结液浓度的增加呈先增后减趋势,而胶结液浓度不变时,在菌液浓度OD_(600)=0.5或1.0时达到最高。固化后试样抗剪强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角最大分别提高62.59%、50.18%、119.50%和10.33%(226.00 kPa、6.44 MPa、48.30 kPa和26.70°)。通过扫描电镜观察发现MICP加固紫色土形成了大量球状碳酸钙晶体和片状碳酸钙晶体,分布于土壤颗粒表面和间隙中起胶结作用并增加土颗粒表面粗糙度,从而提升了土的黏聚力和内摩擦角。MICP可以有效提高紫色土的强度,在菌液浓度为OD_(600)=1.0和胶结液浓度1.5 mol/L组合时加固效果最优。

淀粉的改性及其对淀粉/PBAT/碳酸钙复合材料结构和性能的影响

采用甘油、六偏磷酸钠(SHMP)和聚乙二醇(PEG)改性木薯淀粉并制备改性淀粉/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/碳酸钙复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)等对改性淀粉和复合材料进行分析,研究改性淀粉对复合材料结构和性能的影响。结果表明,甘油的外增塑作用和PEG、SHMP的内增塑作用使淀粉化学结构改变、无定形成分增加,淀粉颗粒由饱满的圆球状变成了不规则的大颗粒,250℃前稳定性提高,250℃后稳定性降低,有利于使用加工和热分解,不同改性剂改性淀粉结晶熔融行为存在差异;复合不会改变PBAT、碳酸钙和淀粉的原有晶型,但相容性的差异导致复合材料热性能和力学性能的差异,改性淀粉增加了复合材料的韧性,甘油、SHMP和PEG的协同改性使淀粉与PBAT、碳酸钙的相容性最佳,复合材料的综合性能最好。

微生物诱导碳酸钙沉淀技术的工程应用进展与评述

基于微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcium carbonate Precipitation,MICP)技术的土体胶结固化技术是21世纪以来岩土工程、地质工程领域研究的热点之一。本文系统阐述了MICP技术的加固机理,从MICP加固效果和应用实践的角度出发,对MICP技术工程应用的研究现状进行评述。结果表明:MICP固化后的场地强度呈现出不均匀性明显、碳酸钙含量分布随深度递减的趋势;沙漠环境中,原位提取的菌种诱导生成的碳酸钙覆膜较传统的巴氏芽孢杆菌,具有更好的强度表现和稳定性;新型MICP技术应用(如微生物水泥、微生物砖)在强度、耐久性上表现出良好的应用前景,有望为实现我国双碳目标注入新的活力。基于MICP技术碳酸钙沉淀特质的影响因素,现场尺度下如何提高碳酸钙分布的均匀性以及在季节性变化下的碳酸钙骨架的耐久性、不同环境下的固化效率改进方案应该成为日后研究的重中之重。

唑来膦酸联合碳酸钙D_(3)对老年骨质疏松患者骨代谢及预后的影响

目的:探讨唑来膦酸联合碳酸钙D_(3)对老年骨质疏松患者骨代谢及预后的影响。方法:采用前瞻性随机对照试验设计,选取2021年1月至2022年6月于该院就诊的104例老年骨质疏松患者,采用分层随机法分为对照组、研究组,各52例。两组患者均调整生活方式,补充钙剂,适当运动;对照组患者给予唑来膦酸治疗,研究组患者给予唑来膦酸联合碳酸钙D_(3)治疗。比较两组患者骨密度(BMD)、骨代谢、细胞因子、临床疗效和不良反应发生情况;并在患者治疗后每月随访1次,共随访3次,评价两组患者的短期预后。结果:治疗后,与对照组比较,研究组患者腰椎L_(1-4)、髋部、Wards三角区和股骨颈等部位BMD升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后,与对照组比较,研究组患者Ⅰ型胶原氨基酸延长肽、骨钙素、Ⅰ型胶原羧基末端交联肽和抗酒石酸酸性磷酸酶-5b水平降低,骨碱性磷酸酶水平升高;与对照组比较,研究组患者骨保护素(OPG)表达量升高,核因子κB受体活化因子配体(RANKL)、核因子κB受体活化因子(RANK)表达量降低;与对照组比较,研究组患者肿瘤坏死因子α、白细胞介素6和γ-干扰素水平降低,上述差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组患者的总有效率为94.23%(49/52),高于对照组的80.77%(42/52),差异有统计学意义(P<0.05)。研究组、对照组患者的不良反应发生率分别为9.62%(5/52)、7.69%(4/52),差异无统计学意义(P>0.05)。研究组短期预后优良率为90.38%(47/52),高于对照组的75.00%(39/52),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:唑来膦酸联合碳酸钙D_(3)可能通过调控OPG/RANKL/RANK信号通路,改善细胞因子异常表达,纠正骨代谢异常,改善预后。

碳酸钙填充改性PBAT的性能研究

PBAT属于热塑性生物降解塑料,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和冲击性能,还具有优良的生物降解性,是生物降解塑料研究中非常受欢迎的降解材料之一。本文采用偶联剂对碳酸钙进行表面改性,进行碳酸钙填充改性PBAT,研究加工温度对改性碳酸钙填充PBAT的性能影响。结果表明:在此试验条件下,选择纳米碳酸钙为PBAT的无机填充物;采用硅烷/钛酸酯复合偶联剂为纳米碳酸钙的表面改性剂;筛选出优异的挤出温度为140℃,注塑温度为180℃,改性后PBAT的拉伸强度可以达到15.5MPa,断裂伸长率达到322.45%。

基于科学探究与创新意识的培养——以“测定鸡蛋壳中碳酸钙含量”为例

本文在酸碱滴定法测定鸡蛋壳中碳酸钙含量的基础上,让学生运用络合滴定法创新设计实验来测定鸡蛋壳中碳酸钙含量。通过两种方法的对比,学生加深了对这两种方法的理解,学生运用已有知识解决问题的能力和发散性思维等也得到了培养。

直接沉淀法制备球形碳酸钙的工艺研究

直接沉淀法反应快速、操作简单,是制备超细微粒广泛采用的一种方法。文章采用直接沉淀法为制备方法,利用氯化钙和碳酸钠复分解反应合成球形碳酸钙。实验探索了不同加料顺序、反应物浓度、反应温度、反应pH以及搅拌速度对球形碳酸钙形貌的影响,并采用XRD分析最终产物物相。结果表明,反应物浓度、反应温度和反应pH对球形碳酸形貌有显著影响。反应滴加顺序、搅拌速度对球形碳酸形貌影响较小。球形碳酸物相主要由球霰石型和方解石型构成,其中球霰石型为主要晶型。

碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料的减缩增强作用

针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题,采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强,研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响,并探究其显微增强机理.结果表明:微米级碳酸钙晶须的掺入对碱矿渣胶凝材料流动性影响较小,当碳酸钙晶须掺量为3%时,其新拌浆体塑性黏度为12.33 Pa·s,较未掺碳酸钙晶须的对照组仅增长14.48%,其硬化浆体28 d抗压强度可达105.8 MPa;碱矿渣胶凝材料的干燥收缩率随着碳酸钙晶须掺量的增加而降低,当碳酸钙晶须掺量为5%时,其28 d干燥收缩率仅有0.87%,较未掺碳酸钙晶须的对照组降低32.56%;碳酸钙晶须与基体紧密结合,在基体受力破坏时分散其所受应力,提升了碱矿渣胶凝材料的力学性能;碳酸钙晶须在体系内部的桥接作用能够有效延缓碱矿渣胶凝材料微裂纹的形成与扩展,在一定程度上遏制了宏观裂纹的发展.

电石渣制备碳酸钙技术研究进展

综述电石渣应用和资源利用需求,分析以电石渣代替石灰石制备轻质(纳米)碳酸钙及氢氧化钙的研究进展以及产业化成果。

改性碳酸钙与还原型纳米纤维素对老化纸张脱酸和增强效果的研究

纸质档案保护的重点在于缓解存储过程中酸化老化对纸张带来的伤害,以延长档案的保存寿命。研究首次采用氨丙基改性碳酸钙与还原型纳米纤维素(rCNFs)保护液,分次喷涂于老化纸张表面对其进行脱酸和增强处理。结果表明,经改性碳酸钙和rCNFs处理后的纸样pH值可达8.31,碱储达0.806 mol/kg,抗张强度增加42.21%,纸样白度有一定提升,视觉效果不受影响。经对比实验发现,改性碳酸钙与r CNFs保护液具有优良的脱酸和增强效果,可作为纸质档案保护的一种新方法,具有潜在的应用价值。

铜换热表面MgO颗粒与碳酸钙混合污垢沉积特性的分子动力学模拟

为探究MgO颗粒与碳酸钙混合污垢在换热表面沉积特性与机理,该文采用分子动力学模拟方法分析MgO颗粒和碳酸钙混合体系在铜换热表面的沉积过程,并通过改变碳酸钙浓度讨论浓度对混合污垢沉积特性的影响规律。结果表明,在混合污垢沉积过程中,碳酸钙团簇在颗粒与换热表面间起到连接作用,形成稳固的沉积状态。此外,MgO颗粒对离子缔合形成团簇过程中的动力学特性和结构特性有所影响。随着碳酸钙浓度由0.26 mol/L升至1.1 mol/L,换热表面直接吸附的碳酸钙团簇数量变多,MgO颗粒更容易通过碳酸钙团簇的相互作用沉积在换热表面。MgO颗粒促进了碳酸钙的缔合过程,碳酸钙促进了混合团簇的沉积,进而形成初始沉积阶段的混合污垢。

CO_(2)间接矿化工业固废制备多晶型碳酸钙研究进展

CO_(2)和工业固体废弃物的排放量逐年上升,威胁人类的生存和发展,世界各国迫切寻求降碳减排的解决路径。研究人员基于钙、镁元素与CO_(2)反应生成稳定的碳酸盐反应,开发出一系列CO_(2)矿化工艺,实现CO_(2)的永久封存。为实现CO_(2)的大规模封存和含钙固废的高值化利用,降低矿化成本,选取廉价易得的含钙工业固体废弃物为矿化原料,从多晶型微纳米碳酸钙的制备入手,总结了含钙工业固废浸取和CO_(2)间接矿化的最新研究进展,介绍了含钙工业固废间接矿化常用的浸取剂,并着重分析了间接矿化制备微纳米碳酸钙时反应条件和晶型控制剂对碳酸钙晶型和形貌产生的影响,对其控制原理进行了解释说明,总结了CO_(2)间接矿化含钙固废当前存在的技术难点,展望了未来的研究重点。国内外结果表明,调变温度、pH、搅拌速率以及CO_(2)通气速率等矿化反应条件或添加晶型控制剂能有效控制碳酸钙的晶型、形貌和尺寸。利用含钙工业固体废弃物间接矿化CO_(2)制备微纳米碳酸钙能够满足不同领域对碳酸钙的使用要求,能带来经济效益和环境效益,具有广阔的发展前景。

立方形纳米碳酸钙改性及其在油墨中的应用

纳米碳酸钙作为添加剂可以提升油墨的光泽、改善填料的分散性和降低生产成本。本研究以立方形纳米碳酸钙(CNCC)为原料,硬脂酸钠(SS)和棕榈酸(PA)为复合改性剂(SS/PA),采用湿法制备了油墨用改性纳米碳酸钙(SS/PA/CNCC)。考察了SS/PA复配比例、添加量、反应温度等因素对SS/PA/CNCC性能的影响,当SS/PA复配比例为1∶1、质量分数为3%、反应温度为70℃时,SS/PA/CNCC平均粒径为60 nm、吸油值为35 g/100 g,满足油墨填料使用要求。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)分析和热失重(TG)分析等表征手段,对SS/PA改性纳米碳酸钙微观形貌进行分析表征。上述SS/PA/CNCC应用在油墨中,当SS/PA/CNCC在油墨中添加9份时,油墨细度为12.5μm、流动度为32 mm、光泽度为64.5 GU,所制备的油墨性能良好。