纳米MgO-石灰固化黄土路基的力学性能研究

纳米MgO具有不同于传统固化剂的独特性质,在土体固化方面受到了广泛关注。以纳米MgO和石灰综合固化的黄土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、承载比试验,对不同固化剂掺量和养护龄期的固化黄土试样的力学性能进行了研究。结果表明:石灰质量分数为3%、纳米MgO质量分数为0.3%~0.6%的固化黄土可兼顾经济、环保及工程性能等多重要素;随着养护龄期的增长,无侧限抗压强度、回弹模量及承载比均逐渐增大,养护前期(14~60 d)固化黄土力学性能指标的增长速度快于养护后期(90~180 d)。通过对试验数据的回归拟合,建立了无侧限抗压强度、回弹模量和承载比的力学指标预测模型以及它们之间的关系,为纳米MgO和石灰综合固化黄土路基工程的设计和质量评估提供了参考。

纳米MgO粉煤灰混凝土的力学性能研究

采用粉煤灰、纳米MgO单掺和复掺2种形式对混凝土的力学性能进行了试验研究。试验结果表明:粉煤灰对混凝土前60 d龄期的立方体抗压强度不会产生显著的影响;120 d龄期时,20%的粉煤灰掺量对立方体抗压强度的影响优于10%掺量。纳米MgO的掺量为2%以内时可以改善混凝土的力学性能,1%为最佳掺量。当两种材料复掺时,粉煤灰和1%的纳米MgO复掺可以获得最优的试验效果。

纳米MgO/环氧复合电介质的空间电荷特性研究

环氧复合材料在高温高场等复杂的工况下易积聚空间电荷,造成局部场强畸变,严重时将引发局部放电乃至绝缘击穿。通过纳米MgO颗粒与环氧树脂(EP)混合制备不同掺杂率的纳米MgO/EP复合电介质,采用差示扫描量热分析(DSC)测试环氧复合电介质的玻璃化转变温度;采用热刺激去极化电流法(TSDC)拟合计算环氧复合电介质的陷阱特性;采用电声脉冲法(PEA)测试环氧复合电介质的空间电荷特性。结果表明:纳米MgO颗粒的添加可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度,抑制环氧树脂内空间电荷积聚。随着纳米MgO掺杂率的增加,纳米MgO/EP复合电介质的玻璃化转变温度先上升后下降,深陷阱能级和密度均先增大后减小;空间电荷密度先下降后上升,电场畸变的变化趋势与空间电荷的变化趋势相似。当纳米MgO掺杂率为3%时,纳米MgO/EP复合电介质的玻璃化温度达到最大值,抑制空间电荷积聚和场强畸变的能力最好。

高比表面纳米MgO的制备及其影响因素研究

在溶液中采用不同的原料制备了三种前体MgC2O4·2H2O,经高温焙烧得到高比表面MgO.用XRD、BET、TEM和TG-DTA等表征手段对前体及产物MgO进行了表征.结果表明,以醋酸镁和草酸为原料制备前体草酸镁并在焙烧过程中消除水汽的影响是得到高比表面MgO的关键.最优条件下制备的样品经520℃焙烧后比表面积高达534m·2g-1,晶粒尺寸仅为4～5nm的MgO粒子堆积成一定程度上长程有序的介孔结构,并具有十分优良的抗高温烧结性能.650℃和800℃焙烧2h后,其比表面积仍分别高达229m·2g-1和134m·2g-1.

纳米MgO/环氧树脂复合电介质的介电性能研究

将纳米Mg O颗粒与环氧树脂混合后制得不同掺杂量的纳米Mg O/EP复合电介质,采用SEM观察纳米Mg O在环氧树脂中的分散情况,采用DSC测试环氧复合电介质的玻璃化转变温度,并研究了纳米Mg O对环氧树脂介电性能的影响。结果表明:纳米Mg O颗粒在环氧基体中分散均匀,掺杂Mg O可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度。随着纳米Mg O掺杂量的增加,介电常数先下降后上升,在掺杂量为1%时介电常数实部达到最小值,掺杂纳米Mg O使环氧树脂的中低频损耗明显降低;复合电介质的电导活化能和体积电阻率均随着纳米掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,在掺杂量为0.1%时电导活化能和体积电阻率达到最大;复合电介质的电气强度随着掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,当掺杂量为1%时电气强度达到最大值,相比纯环氧树脂提高了11.2%。

由乙醇镁配合物制备纳米MgO

用电化学法制备了乙醇镁配合物Mg(OEt)2-x(acac)x(acac-为乙酰丙酮基),将其乙醇溶液水解制 得胶体Mg(OEt)2-x-y(OH)y(acac)x,然后在500℃煅烧2h,得到纳米级MgO粉体。通过红外光谱、热重 差 热分析、X射线衍射、透射电子显微镜等测试技术对前驱体、干凝胶和纳米MgO粉体进行了表征。结果表明, 得到的前驱体、干凝胶中含有acac-基团,在470～500℃煅烧较为适宜;得到的纳米MgO呈单分散结构,粒径 为15～20nm。

纳米MgO制备方法对MgO/LDPE纳米复合材料介电性能的影响

本文对比分析了传统法和微波辅助法合成的Mg(OH)2对所制备的纳米MgO晶粒尺寸和表面形貌的影响,以及纳米MgO不同制备方法对MgO/LDPE纳米复合材料空间电荷、体积电阻率及直流击穿场强的影响.结果表明,传统法制备的纳米MgO晶粒尺寸为22.74 nm,微波辅助法制备的纳米MgO的晶粒尺寸为12.76 nm,MgO质量分数为2%时有效降低了复合材料内部空间电荷的积聚,对复合材料的体积电阻和击穿场强均有提高.

纳米MgO对水泥硬化浆体膨胀和强度的影响

对比轻烧MgO,对水泥硬化浆体的膨胀和抗压强度随纳米MgO掺量的变化规律进行研究.结果表明:经压蒸安定性试验后,在浆体中的纳米MgO和轻烧MgO均已水化,其体积安定性合格的最大掺量(质量分数)分别约为10%和4%;在40℃水中养护至730d时,纳米MgO和轻烧MgO均已水化;水泥硬化浆体膨胀率随MgO掺量和养护时间的增加而增加,掺纳米MgO浆体的膨胀较易趋于稳定;水泥硬化浆体抗压强度随纳米MgO掺量的增加而增大,随轻烧MgO掺量的增加而降低.纳米MgO具有较高的安定性掺量和较好的强度稳定性,其膨胀可用于补偿大体积混凝土的收缩.

PA66/纳米MgO复合材料的性能研究

通过熔融共混法制备了尼龙66(PA66)/纳米氧化镁(nano-MgO)复合材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了复合材料的结晶性能,通过热重法(TG)研究了复合材料的热稳定性,通过紫外可见光谱研究了复合材料的紫外屏蔽性能,对该复合材料的力学性能进行了测试,并用扫描电镜(SEM)对纳米MgO在复合材料中的分散情况进行了观测。研究结果表明,纳米MgO的引入可以促进PA66的结晶,并可提高PA66的热分解温度。纳米MgO的引入提高了PA66的紫外屏蔽性能,并提高了PA66的拉伸强度。纳米MgO含量在3%时PA66/纳米MgO复合材料的拉伸强度比纯PA66高10%。SEM照片显示纳米MgO在复合材料中分散均匀。

纳米MgO的制备及其在抗静电整理中的应用

为将纳米粒子应用于织物的功能整理,以硝酸镁和碳酸钠为原料,采用直接沉淀法制备纳米MgO,并用差示扫描量热分析和X射线衍射等方法对产物的结构与性能进行表征。分析反应物浓度、配比、反应温度及煅烧温度和时间等条件对纳米MgO活性的影响,得到制备纳米MgO的最佳反应条件:反应温度40℃,超声振荡50 min,反应物浓度1.5 mol/L,反应物配比1∶3,550℃下煅烧2.5 h。利用以纳米MgO复配成的抗静电整理剂对棉织物及涤纶织物进行功能整理,抗静电性能测试结果表明,整理后织物具有较好的抗静电效果。

均匀沉淀法制备不同粒径的纳米MgO

以MgCl_2为镁源,尿素为沉淀剂,聚乙二醇为分散剂,用均匀沉淀法制备纳米MgO,并对其进行纯度、XRD和TEM表征。通过单因素试验和正交试验研究制备不同粒径的纳米MgO的影响因素。结果表明:控制适宜的煅烧温度、MgCl_2浓度、反应物配比、反应时间和分散剂用量,可以制备出不同粒径的纳米MgO粉末。

纳米MgO对微污染水中石油污染物降解性能研究

以纳米MgO为催化剂,进行了微污染水中石油污染物的催化降解研究。结果表明,纳米MgO对微污染水中石油的催化降解效果与MgO投加量、pH、温度有关,随着MgO投加量、pH、温度的增加,石油降解率升高;在一定的条件下,降解率可达到90%以上。GC/MS分析显示,MgO的催化降解作用可使石油微污染水中有机物数量由61种减少为16种。纳米MgO是一种很好的水处理剂,可用于微污染水中石油污染物的去除。

低温燃烧法合成纳米MgO粉体工艺的研究

以硝酸镁、柠檬酸及氨水为原料,用低温燃烧法成功制备了纳米MgO粉体。以推进剂化学为理论依据,得出了硝酸镁与柠檬酸的最佳摩尔配比。考察了前驱体溶液的pH值、加水量、点火温度等工艺参数对反应过程及最终产物的影响。用X-ray衍射(XRD)及透射电镜(TEM)等分析方法对合成的粉体进行了表征。在优选的工艺条件下,获得了晶粒尺寸为9～25 nm的纳米MgO粉体。

纳米MgO对高强水泥基材料力学与收缩性能的影响

高强水泥基材料通常表现出收缩量大和容易开裂等问题,为此,采用纳米MgO制备高强水泥基材料,探析纳米MgO对高强水泥基材料力学性能和收缩性能的改性作用.结果表明:纳米MgO掺量越大,高强水泥基材料的初凝时间和终凝时间越短,终凝时间的缩短量相对较大,流动性降低.0.5%~4.0%纳米MgO能提高高强水泥基材料的抗折强度与抗压强度,且抗折强度约为抗压强度的1/5~1/7;掺量为1.0%时,抗折强度和抗压强度达到最大.干燥收缩与质量损失随纳米MgO掺量的增加不断降低;且两者之间存在呈线性关系.综上发现,纳米MgO能改性高强水泥基材料的和易性、力学性能和收缩性能.

纳米MgO/环氧树脂复合材料的陷阱特性及对电树枝特性的影响研究

随着电压等级的不断提升,因电树枝老化而导致的绝缘材料失效问题日益严重。为研究纳米MgO对环氧树脂电树枝老化的影响,制备了不同MgO填充量(质量分数0~1%)的纳米MgO/环氧树脂复合材料,对其电树枝的起始和生长过程进行观测。结果表明,在微量填充下,纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能随填充量的增加而提高。当纳米MgO质量分数为1%时,纳米MgO/环氧树脂复合材料的起树概率降低了45%、电树枝长度降低为纯环氧树脂的1/3、交流击穿场强提高了14.1%。由介电特性和陷阱特性分析可得,随填充量的增加,复合材料的介电常数减小,陷阱能级加深。纳米MgO的加入提高了复合材料的陷阱能级,降低了载流子的迁移率和浓度,进而提高了纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能。

纳米MgO改性涂料的制备及其抗菌性能研究

以Na2CO3与MgCl2为原料,采用共沉淀法,在反应温度30℃,反应体系pH值10,550℃煅烧碱式碳酸镁条件下,制备纳米MgO,制得的纳米MgO平均粒径约12 nm。实验并制备了纳米MgO改性涂料,采用抑菌环法对纳米MgO、TiO2改性涂料的抑菌性能进行了对比评价。实验表明:纳米MgO改性涂料抗菌性能显著,优于纳米TiO2改性涂料的抗菌性能。在有、无光照条件下,纳米氧化镁含量1%的涂料都具有优良的抗菌性能。

柠檬酸溶胶-凝胶纳米MgO的分散及其抗菌性能的研究

本研究采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了大小50nm^100nm、均匀分散的纳米氧化镁粉末。从静电稳定机制着手,采用六偏磷酸钠为分散剂对制备的纳米MgO进行分散处理,研究了六偏磷酸钠的含量、溶液pH值对分散效果的影响。在此基础上,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为细菌模型,并以微米级MgO为对照,分别采用MIC法和细菌总数测定法对纳米MgO的抗菌性能进行了定性和定量研究。研究结果显示:当六偏磷酸钠用量为0.2wt%,pH=8时MgO的悬浮液稳定性较好。纳米MgO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均呈现出良好的抗菌活性,而微米级MgO不具有抗菌活性。

纳米MgO对六氟丙烷热分解性能影响及机理研究

研究了纳米MgO在管式反应器中对六氟丙烷热分解性能的影响,用在线气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)、离子色谱仪(IC)对热分解气体进行分析,采用X射线衍射仪(XRD)及X射线光电子能谱仪(XPS)对作用前后的纳米MgO晶型和组成进行表征。研究表明,六氟丙烷高温热分解时主要发生脱氟化氢(HF)的反应。在空管中随着反应温度的增加,六氟丙烷的分解率提高,而加入纳米MgO后六氟丙烷分解率均增大,在700℃时,六氟丙烷的分解率由空管时的23.9%增加到100.0%,同时热分解气体中HF的含量比空管时降低了42.4%。XRD及XPS结果表明,作用后的纳米MgO是MgO和MgF2的混合物。分析作用机理认为是部分纳米MgO与六氟丙烷热分解产生的HF进行反应生成MgF2,MgF2催化六氟丙烷发生脱HF反应。

纳米MgO吸附火灾有害气体及炭烟颗粒模拟

建立0．4～3．0nm的MgO吸附烟气中CO、SO2等有害气体及炭烟颗粒的模型，基于分子动力学原理，采用L—J势函数和L—B组合规则，模拟纳米MgO对炭烟颗粒、C0等的吸附、吸收过程。计算量化了控烟过程中的主要技术参数（纳米MgO粒径、比表面积、吸附时间及温度），分析纳米MgO粒径和温度的变化对吸附性能的影响。结果表明，在1000K温度以下及在0．9nm作用范围内，纳米MgO均可迅速吸附炭烟颗粒及C0等气体，加速炭烟颗粒凝并、沉降过程，降低其在烟气中的浓度。

纳米MgO的制备及对赤磷安定性研究

本文用均匀沉淀法制备了纳米MgO并进行表征。将纳米MgO与一定配比的赤磷混制成均匀混合物,通过差热分析试验、摩擦感度试验、吸湿性试验评估赤磷的安定性。