高岭土改性丝瓜络生物炭修复PAHs污染沉积物及微生物响应

采用高岭土改性生物炭或者使用三维立体,如丝瓜络生物炭(LSBC)修复PAHs污染沉积物,制备了三维立体LSBC(3D-LSBC)、改性三维立体LSBC(3D-K-LSBC)、颗粒LSBC(G-LSBC)和改性颗粒LSBC(G-K-LSBC)四种材料.结果表明:G-K-LSBC修复PAHs污染沉积物效果显著,沉积物PAHs去除率达21.76%,PAHs的修复效率提高了1个数量级.各组下层沉积物PAHs生物有效性明显高于上层沉积物(P<0.05);添加G-LSBC和G-K-LSBC有效降低了沉积物PAHs生物有效性,分别为对照组的43.99%~78.48%和39.08%~72.01%.经过150d修复,沉积物PAHs含量未出现明显垂向分布特征(P>0.05).然而,沉积物微生物群落组成发生了明显变化(P<0.05).在3D-K-LSBC和G-LSBC作用下,沉积物微生物物种丰富度和多样性明显提高;其中,在G-K-LSBC作用下,沉积物群落中具有芳香烃降解和芳香化合物降解功能菌属呈显著富集.G-K-LSBC表现出更高的PAHs污染沉积物修复潜力.此外,高岭土改性显著提高了LSBC材料的稳定性.

高岭土改性沥青混合料路用性能研究

为了研究高岭土改性沥青混合料的基本路用性能,采用马歇尔试验确定不同掺量下高岭土改性沥青的最佳油石比,再通过室内沥青混合料车辙试验、劈裂冻融试验和浸水马歇尔试验分别测试基质沥青及改性沥青的高温稳定性、水稳定性等路用性能。实验结果表明,随高岭土掺量的增加,高岭土对于沥青路用性能的改善程度具有先提高后降低的趋势;当高岭土掺量为5%～7%时,高岭土改性沥青混合料的高温稳定性能和水稳定性能达到最佳。

熟石灰-偏高岭土改性土应用于土遗址病害修复

【目的】探索适用于修复土遗址病害的改性材料及修复工艺。【方法】在素土(plain soil,P)中添加偏高岭土(metakaolin,MK)和熟石灰(hydrated lime,HL),并基于室内试验研究两者的最优配比及综合工程特性;基于三类夯土墙模型试验研究改性材料的病害修复工艺及修复效果。【结果】1)当偏高岭土与熟石灰质量比为1∶1且两者的总占比为20%时,熟石灰-偏高岭土改性土(HL⁃MK改性土)的孔隙率较素土的大幅降低,其无侧限抗压强度约为素土的4倍,抗渗性能提高100倍,黏结强度是素土的1.2倍,崩解性也显著提高。2)基于夯土墙体掏蚀、表面剥蚀、裂缝三类病害的模型试验,分别提出了砌补、喷涂、注浆的修复工艺。基于上述工艺,墙体修复后的剥蚀率、裂缝扩展速率、温度梯度及湿度梯度显著降低。【结论】本文提出的HL⁃MK改性土最优配比及相应修复工艺可适用于土遗址病害的修复,能够为半干旱地区的土遗址病害修复提供科学依据。

高岭土改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对高岭土进行表面改性,再将改性高岭土与异氰酸根封端的聚氨酯预聚体反应,制备含有无机粒子的高岭土改性水性聚氨酯乳液(WPU-K)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对改性高岭土进行表征;使用粒度仪测定了WPU-K乳液粒径;通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉力机和热重分析分别对胶膜的表面形貌、力学性能和热学性能进行了表征。结果表明:随着改性高岭土质量分数的增加,乳液粒径变大、分布变宽,贮存稳定性下降,胶膜的热稳定性和硬度明显改善。当改性高岭土质量分数为8%时,与同组成聚氨酯相比,胶膜耐热性明显提高,拉伸强度增加22.6%,邵A硬度由53增加至82,吸水率减少73.5%。

雨水酸化条件对高岭土改性沥青路面腐蚀性能的试验模拟

在酸雨条件下,为提高路面抗腐蚀性能的最佳高岭土掺量,探究酸雨对高岭土改性沥青路面腐蚀性能的影响.在pH值为2.0,4.0,5.6,7.0时,采用周期浸泡、加速腐蚀的试验方法,依次研究高岭土改性沥青混合料的变化情况.试验结果表明:不同pH值的酸雨对4种不同高岭土掺量的沥青混合料均有侵蚀作用,但掺加高岭土的马歇尔试件明显好于基质沥青试件;通过宏观实验及微观分析,当高岭土掺量为3%时,高岭土改性沥青混合料抗腐蚀性能最佳.

偏高岭土改性金属屋面防水涂料性能研究

研究了偏高岭土添加量和养护处理条件对金属屋面防水涂料性能的影响。结果表明,随着偏高岭土添加量的增加,金属屋面防水涂料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小,当偏高岭土添加量为20%时,改性金属屋面防水涂料在不同养护处理条件下的拉伸性能均达到最佳。XRD分析表明,偏高岭土的加入使得涂料有更多水化铝硅酸盐和水化硅酸盐组成的三维网状结构的聚合物生成,降低了涂料的孔隙率;SEM分析表明,偏高岭土的加入使得涂料的致密性得到提高,拉伸强度增大。

碳纳米管/高岭土改性水性环氧树脂三元复合散热涂料的制备与性能

水性环氧树脂由于具有许多优异性能,从而在水性涂料中的地位越来越重要,但由于其热导率低,导致涂料的耐热性差,从而将其用于散热涂料还存在一定的缺陷。碳纳米材料由于其优异的导热性能,近年来成为高性能散热涂料研究领域的热点。碳纳米管的亲水性是其应用于水性环氧树脂涂料时面临的最大问题。本工作尝试用表面活性剂对碳纳米管进行亲水性改性,并将其与具有良好可塑性和耐火性的高岭土相结合,制得一种新型的碳纳米管/高岭土/环氧树脂水性复合功能型涂料。利用Hotdisk瞬态平面热源法测试该涂料层的散热降温效果,通过对比分析单一添加和协同添加导热填料制得的复合涂料的导热特性,对其中导热性能最佳的产品,辅以TEM、SEM、TG等手段来表征碳纳米管在聚合物中的分散状态。得到的最佳工艺配方为(按1kg产品计算):双组分水性环氧树脂44%(wt%),环氧树脂与固化剂配比为3∶1(wt%),改性碳纳米管分散液17.6%(wt%),改性高岭土分散液26.4%(wt%),助剂12%(wt%)。制得的复合涂料散热温差达45℃。

改性高岭土处理模拟印染废水效果研究

本文采用煅烧方法活化高岭土,采用聚合硫酸铁处理煅烧活化后的高岭土,通过对比2种高岭土的表征,利用它们处理大红染料模拟印染废水的色度,分析2种高岭土表征对模拟印染废水色度处理效果的相关性。结果表明,聚合硫酸铁改性煅烧活化后的高岭土比煅烧活化高岭土在BET表面积、吸附体积及BJH吸附平均孔径的数据显示更优,而运用聚合硫酸铁改性煅烧活化后的高岭土处理模拟印染废水色度的去除率更高,可高达99.94%。

MPTS改性高岭土吸附剂的制备及其吸附性能研究

为了处理含电镀络合铜废水,以3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)为改性剂,对高岭土进行改性,制备了改性高岭土吸附剂,并研究了其对柠檬酸络合铜(E330-Cu)的吸附效果。适宜的高岭土改性条件为:MPTS相对高岭土用量为0.04 mL/g、改性温度50℃、改性时间6 h。改性高岭土吸附剂对E330-Cu适宜的吸附条件为:E330-Cu初始浓度5 mg/L、吸附剂相对用量15 g/L、pH值4.5、吸附时间35 min、吸附温度35℃,此时吸附率达到92.50%。吸附过程满足Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。吸附剂至少可使用3次,处理后废水可达到国家一级排放标准。研究结果可为含电镀络合铜废水的处理提供有力支撑。

浆体活化改性偏高岭土对聚合物水泥防水砂浆性能的影响研究

制备了浆体活化改性偏高岭土,考察了其对聚合物水泥防水砂浆工作性能、力学性能、抗渗性能和收缩性的影响。结果表明:浆体活化改性偏高岭土提高了砂浆的流动性,显著提升了砂浆的力学性能;浆体活化改性提高了偏高岭土掺和料的活性反应率,并进一步优化了二次水化产物和孔径分布,从而提升砂浆的抗渗压力和收缩性。

陶瓷废料和改性高岭土制备泡沫陶瓷及其性能研究

以陶瓷废料和高岭土为原料,钾长石作为助熔剂,明胶为凝胶体系,十二烷基硫酸钠为发泡剂,采用发泡-凝胶注模-冷冻干燥法制备泡沫陶瓷,研究了固含量、烧成温度对泡沫陶瓷材料性能的影响.当固含量为35%,烧结温度为1250℃时,泡沫陶瓷体积密度为0.68 g·cm-3,显气孔率高达72%,抗压强度5.02 MPa.为进一步提高泡沫陶瓷性能,在600℃下对高岭土进行热改性,通过FTIR、XRD、TG-DTA等测试手段对改性高岭土进行表征,同时将其作为原料替换原高岭土,制备泡沫陶瓷.实验结果表明,经过热改性后,高岭土主晶相高岭石的结构发生了显著改变,热改性促使高岭石发生脱羟基化反应,生成了偏高岭石,高岭土活性得到提高.将改性高岭土添加到泡沫陶瓷坯料中,显微结构得到了优化,与添加未改性高岭土得到的泡沫陶瓷相比可以提高试样的抗压强度.

酸改性高岭土的结构与性能的研究

通过高温煅烧处理龙岩高岭土,再经盐酸抽提改性可以制备酸活白土.采用XRD、BET、IR等方法研究了酸改性后酸活白土的结构和性能.实验表明,适量浓度的酸处理有利于增加高岭土表面酸的数量,且使所得酸活白土的平均孔径有所提高,孔分布更为集中,孔洞数量和比表面积大大增加.

高比表面改性高岭土材料制备及其吸附性能研究

用煤系高岭土在焙烧温度为620℃、活化时间为2h的条件下制备的偏高岭土,其内部的吸附水和大部分结构羟基脱除基本完成,质量损失达14.2%,热处理使Al-O八面体结构遭到严重破坏,导致结晶度显著降低,结构无序化,它在反应温度80℃、反应时间7h、酸用量25mL/g和酸浓度2mol/L条件下制得的酸改性高岭土材料,比表面积高达313.58m2/g。吸附性能评价结果表明,原高岭土经焙烧、酸处理改性后,吸附容量大为提高,达50.2mg/g,比天然沸石大28.5mg/g;采用5.3%的K2MnO4浸渍改性后,改性高岭土的吸附容量进一步提高,可达82.3mg/g。

改性高岭土在饰面型防火涂料中的应用

高岭土是一种多用途的矿物原料 ,但粉碎后易于结团 ,不利于分散 ,因而需采用适宜的表面改性剂对高岭土进行表面改性。在饰面型防火涂料中加入改性高岭土 ,其防火性能得到极大改善。通过模拟大板实验法发现 ,改性高岭土在涂料中作为填料使用 ,不仅提高防火涂料的防火性能 。

Ugi反应海藻酸衍生物协同疏水改性高岭土稳定Pickering乳液的制备

通过Ugi反应疏水改性海藻酸钠(Alg),制备了两亲性的海藻酸衍生物(Ugi-Alg)。以聚甲基氢硅氧烷(PMHS)作为疏水改性剂,利用干法球磨对高岭土(KL)微粒表面疏水改性。并利用FTIR、1HNMR、接触角测量仪、激光粒度和Zeta电位分析仪对改性产物进行表征。用改性后的高岭土(MKL)协同Ugi-Alg制备稳定的Pickering乳液,并探究了水相p H对Pickering乳液形貌和液滴大小的影响。结果表明:Alg通过Ugi反应成功地疏水改性;PMHS在球磨的机械作用下吸附在KL微粒表面,使MKL成为具有高疏水性能的活性微粒;Ugi-Alg在超声作用下协同吸附在MKL微粒表面,改变了MKL微粒表面的润湿性,可提高Pickering乳液的稳定性;随着水相p H的升高,MKL/Ugi-Alg稳定的Pickering乳液液滴粒径逐渐减小,当p H=10.32时,其液滴粒径达到7.4μm。

含碱改性高岭土裂化催化剂的表征和反应性能

利用N2吸附法、IR酸性表征、XRD等手段研究了碱改性高岭土(CLS)的孔结构和酸性特征。从重油分子的裂化原理出发,设计了含有碱改性高岭土的新型重油裂化催化剂,并在固定流化床反应装置上进行了评价。结果表明,高岭土经过热和化学改性,形成了一定活性的中孔结构,所设计的新型重油催化剂具有很强的重质油转化能力和良好的裂化产物选择性。

改性偏高岭土复合粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响

将经改性的偏高岭土(MMK)与超细粉煤灰(FA)复合,以低于10%的总掺量内掺到混凝土中,研究了掺入前后和不同掺量对混凝土的工作性能、力学性能、电通量和氯离子扩散系数的影响。并运用压汞、TG-DSC耦合分析和SEM照片等方法,对其影响机理进行了探讨。结果表明:低掺量改性偏高岭土复合粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能有显著的改善;对混凝土工作性能影响较小,能提高混凝土各龄期抗压强度;可以优化混凝土的孔结构和水泥石-集料界面过渡区。

改性高岭土抑爆剂对瓦斯煤尘复合爆炸压力的影响

瓦斯煤尘复合爆炸严重影响了煤矿的安全生产,造成了大量的生产损失与人员伤亡。研发能应用在煤矿中高湿低温等复杂环境中的抑爆剂成为了研究的难点与热点。为研发出新型改性高岭土瓦斯煤尘抑爆剂,通过插层改性的方法制备了3种改性高岭土抑爆剂,采用热重分析、扫描电镜和红外光谱分析对样品的热稳定性、表面结构以及官能团变化进行了研究。选用重庆南桐煤样,通过标准筛对煤样进行筛分,通过粒径扫描与扫描电镜观测了煤粉的粒径分布与表面形貌。使用20 L球型爆炸系统对抑制剂抑制瓦斯煤尘爆炸的特性进行了研究,探究改性后高岭土对爆炸最大压力、最大压力上升速率及爆炸峰值时间等爆炸特征参数的影响;基于粉体表征结果及抑爆数据对改性高岭土抑制作用下的瓦斯煤尘爆炸的抑爆机理进行了分析。结果表明:改性高岭土抑爆剂兼具高岭土及插层粒子的双重抑爆效果,改善了高岭土的团聚现象,同时氨基磺酸铵粒子提升了高岭土的热解与抑爆性能。对瓦斯煤尘复合爆炸的抑制性能明显优于改性前粉体,且抑爆效果随着抑制剂质量浓度增加而增大,存在临界质量浓度,试验表明,当改性高岭土与煤尘比例为2∶3,且质量浓度为0.175 g/L时,最大爆炸压力的降幅达到了32.6%,爆炸峰值时间延缓了0.45 s,展现出最佳的抑爆效果。

酸改性高岭土基质FCC催化剂的反应性能

利用N2吸附法、IR酸性表征、微型和小型反应器等手段研究了改性高岭土基质催化剂的性能特点。结果表明,高岭土经过热和化学改性后形成了一定活性的中孔结构,添加这种新材料制成的FCC催化剂具有较强的抗重金属污染和重质油转化能力。

改性高岭土对丁苯橡胶的增强和阻隔作用研究

利用化学改性的高岭土（MK）和沉淀白碳黑（PS）作为增强剂，与丁苯橡胶（SBR）进行熔融共混和乳液共混制备橡胶复合材料，并对其力学性能、气体阻隔性能、热稳定性能以及微观结构进行分析测试，结果表明：改性高岭土在丁苯橡胶基俸中达到了纳米水平的均匀分散，片层多呈平行定向排列，对橡胶大分子具有圈闭限制作用，明显改善了复合材料的力学性能和热稳定性能；另外，高岭石片层的不可穿透性，有效延长了气体分子在橡胶中的渗透路径，复合材料的透气率降低了40％～60％，气体阻隔性能得到了显著的提高；而且，片状结构的改性高岭土比球状结构的白碳黑更真有阻隔优势。