微米与纳米级CaCO3对油井水泥石酸溶特性的影响

为解决油井水泥浆对油气储层的污染问题,优化水泥浆的储层保护性能,开展了微米与纳米级CaCO_3对水泥石酸溶特性的影响研究。试验结果表明,微米与纳米CaCO_3的复合最优掺量为18.5%与1.5%,此时水泥石的抗压强度较基准组无较大降幅,其在盐酸中的2 h酸溶率提升至67.5%。结合XRD、热分析及扫描电镜结果,可知复掺纳米CaCO_3,晶核效应与高温水湿环境的共同作用下,激活了火山灰反应的活性,Ca(OH)_2与SiO_2明显被消耗,水泥石结构密实,强度提升;经盐酸2 h腐蚀后,掺入CaCO_3的水泥石表层较基准组的侵蚀程度更为严重,水化产层出现了明显脱落痕迹,残留物仅为未反应完全的硅灰,同时水泥石内部发现了C-S-H与Ca(OH)_2的被腐蚀痕迹,H+的渗透效果显著增强,油井水泥石的酸溶特性得到大幅提升的同时,有效保障了其在井下的有效封固能力。

KMnO4／CaCO3协同脱硫脱硝实验研究

在喷射鼓泡塔实验台上,采用KMnO4/CaCO3进行了协同脱硫脱硝实验,研究了氧化剂加入量、SO2浓度、NO浓度、浆液pH值、浸没深度、浆液浓度、模拟烟气温度对SO2和NO脱除效率的影响.实验结果表明:NO的脱除效率随氧化剂加入量、SO2浓度、浸没深度、浆液浓度的增大而提高,随NO浓度的提高而降低;SO2的脱除效率随氧化剂加入量、SO2浓度、pH值、浸没深度、浆液浓度的增大而提高,而NO浓度和烟气温度对SO2脱除效率无影响作用;NO的脱除效率与浆液pH值和温度无明显关联.

单生卵囊藻对DIC的利用及其对CaCO3沉积影响的研究

以生长在钙华池中的单生卵囊藻(Oocystis solitaria Wittr)为研究对象,利用pH漂移方法,探讨了封闭系统中单生卵囊藻在岩溶水和非岩溶水环境下对溶解无机碳(DIC)利用及其对水体Ca2+沉积影响的差异。结果表明,单生卵囊藻在低CO2浓度时,通过胞外碳酸酐酶的催化,以HCO3-作为无机碳源进行光合作用。在岩溶水环境下单生卵囊藻DIC利用能力要高于非岩溶水环境(4.78倍),而在此过程中对水体中Ca2+沉积的影响也更高(2.13倍)。在岩溶水(非岩溶水)环境下,有42.6%(8.9%)的Ca2+通过物理化学效应以CaCO3形式沉积,其余Ca2+可能被藻体生长而吸收利用。

P(VDF-HFP)-PMMA/CaCO3(SiO2)复合聚合物电解质的电化学性质

采用激光扫描共焦显微镜、X射线衍射、循环伏安和交流阻抗等方法对由聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(P(VDF-HFP))、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及纳米碳酸钙(二氧化硅)制备的几种复合聚合物电解质(CPE)膜P(VDF-HFP)-PMMA/CaCO3(SiO2)的性能进行了研究.结果表明,PMMA的加入能提高CPE的吸液率,从而增大其离子导电率.在P(VDF-HFP)与PMMA质量比为1∶1条件下制得的CPE性能最佳.用P(VDF-HFP)-PMMA为聚合物基体与纳米级SiO2、CaCO3进行复合制成的聚合物膜,无机粒子的加入没有破坏原来聚合物非晶结构;室温下CPE的电导率达到3.42 mS.cm-1;电化学稳定窗口为4.8 V.电池Li/CPE/GMS(石墨基材料)的测试证明,CPE与石墨负极有很好的相容性.聚合物电池Li/CPE(CaCO3)/LiCoO2比Li/CPE)(SiO2)/LiCoO2具有更优越的倍率放电性能.

纳米BaSO4和纳米CaCO3对色母粒色彩性能的影响

用纳米BaSO4和纳米CaCO3分别替代不同比例的颜料应用于聚烯烃色母粒中,利用测色仪测定色母粒所制薄膜和样板的着色力和遮盖力,研究两者对色母粒色彩性能的影响,并进行比较。结果表明,在不改变被着色制品色彩性能的前提下,纳米CaCO3和纳米BaSO4均可以替代部分颜料,塑料制品的着色效果不会下降,甚至有所提高,而且体系的分散性也得到改善;纳米BaSO4在聚烯烃色母粒中的应用效果比纳米CaCO3要好。

CaCO3/SiO2纳米粒子的表面改性及其对天然胶乳膜抗紫外光老化性能的影响

以十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)为改性剂,分别对CaCO3和SiO2纳米粒子进行表面改性,将改性后无机纳米颗粒按不同质量比混合填充天然橡胶胶乳(NRL)制备CaCO3/SiO2/NRL硫化胶乳膜,研究了改性纳米CaCO3与纳米SiO2混合体系对天然胶乳膜(NRLF)抗紫外光老化性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、热重分析、接触角测定等手段表征改性前后无机纳米颗粒的结构及性能的变化;通过力学性能测试和扫描电子显微镜探究CaCO3和SiO2纳米体系不同质量比的硫化胶乳膜抗紫外光老化性能。结果表明:长链DTMS与无机纳米颗粒间能形成有机化学键合,有效阻止了纳米颗粒间团聚,提高了两种纳米粒子在胶体中的分散性;改性后无机纳米颗粒在NRLF体系中能形成网状结构,复合材料的力学性能明显提高;当改性后纳米CaCO3和纳米SiO2质量比为4∶6时,复合材料具有良好的抗紫外光老化能力。

回收PPR管材／纳米CaCO3复合材料的改性研究

PPR是由废旧的塑料水管回收而得,其主要成分是PP。回收PPR的力学强度和机械性能还是会有所降低,因此在某种程度上影响了回收材料的实用性。文章研究了纳米碳酸钙、β-成核剂、增容剂对PPR力学性能的影响,并研究了两者共同对本复合体系的增强效果;以SEM、WAXD及DSC对回收PPR复合材料进行了表征。研究结果表明:添加增容剂及β-成核剂的纳米碳酸钙/PPR混合体系具有较好的力学性能。

磁处理对水溶液及CaCO3颗粒物理化学性质的影响

通过纯水及水溶液表面张力的变化,解释了磁处理对其物理化学性质的影响。结果表明,经磁处理后,纯水及水溶液的表面张力均呈下降趋势;同时,对磁处理前后的模拟水中形成的CaCO3颗粒进行X-射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外分析(FTIR)及扫描电镜分析(SEM)。结果表明,模拟水未经磁处理时,生成CaCO3的晶型主要为立方形和菱形的方解石型,而经磁处理后生成的CaCO3晶型主要为偏三角面体晶形和玫瑰花形的球霰石型,同时存在少量方解石型。

电场作用下CaCO3污垢特性的实验研究

为探讨电场作用下换热表面上CaCO3污垢的结垢特性,以人工配制的CaCO3溶液为研究对象,通过改变作用于实验段的电场大小,研究电场作用下CaCO3污垢在不锈钢换热表面的结垢规律。结果表明,有无电场作用下污垢热阻曲线均没有明显的诱导期出现,随着电场强度的增大,CaCO3污垢的结垢速率先减小后增大,污垢热阻渐近值也表现出先减小后增大的趋势。当电场电压为3000V时抑垢效果最佳,与不加电场时相比,污垢热阻渐近值下降58.3%。垢样的SEM图片表明,在无电场作用时,碳酸钙污垢形貌为不规则细长针状、团簇状、棱角比较清晰的文石结构。电场作用时,碳酸钙污垢以块状、粒状和斜方六面体形状存在,呈现典型的方解石结构。

CaCO3晶须研究及其在复合材料中的应用

介绍了CaCO3晶须的性能特点以及作为增强填充物在国内外有机和无机复合材料领域应用研究的新进展,并结合作者在水泥基材料领域对CaCO3晶须的最新应用和初步试验结果,从多个方面进行了探讨和分析。在这些复合材料里面CaCO3晶须均能够起到良好的补强增韧作用,并赋予材料新的特性和功能,而且价格低廉、绿色环保、有利于环境可持续发展,具有非常重要的实际应用价值、广阔的市场和应用前景。

改性纳米CaCO3对涂布纸性能的影响

研究了纳米CaCO3、偶联剂改性纳米CaCO3及脂肪酸改性纳米CaCO3对涂布纸物理性能的影响。结果表明，含纳米CaCO3的纸张涂层具有较高的印刷光泽度和表面强度。表面改性对纳米CaCO3在涂布纸中的应用有重要影响。以偶联剂和脂肪酸改性纳米CaCO3替代普通CaCO3，涂布纸的平滑度、光泽度、及油墨吸收性都大大提高，尤其表面强度改善更为明显，表面抗水性增强，水滴接触角明显增大。随着改性纳米CaCO3用量在5％～20％范围内增加，涂布纸性能持续改善。

纳米CaCO3和PVA纤维增强混凝土工作性及力学性能的研究

基于坍落度、坍落扩展度、抗压强度和抗压弹性模量试验,研究了体积掺量分别为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的PVA纤维和质量掺量分别为1%、2%、3%、4%的纳米CaCO3颗粒对掺粉煤灰混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米CaCO3掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗压弹性模量先增大后减小,当纳米CaCO3掺量为3%时,抗压强度和抗压弹性模量达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,混凝土抗压强度先增大后减小,而抗压弹性模量整体上呈逐渐减小的趋势,当纤维体积掺量为0.15%和0.05%时,抗压强度和抗压弹性模量分别达到最大值;新拌混凝土的工作性随着纳米CaCO3和PVA纤维掺量的增加而逐渐降低。

纳米CaCO3对再生混凝土力学性能的影响研究

研究了纳米CaCO3对再生骨料混凝土力学性能的强化效应,按水胶比0.5,再生骨料取代率分别为70%、30%配制再生骨料混凝土(RAC-1、RAC-2),并以相同取代率制备纳米CaCO3强化再生骨料混凝土(RNC-1、RNC-2),设置基准组(NAC),进行了基本力学性能试验。结果表明,RNC-1、RNC-2组混凝土的3、7 d抗压强度较NAC组略有提高,但与未强化的再生骨料混凝土RAC-1、RAC-2相比大幅提高,28 d时RNC-1组强度较NAC组略有下降,RAC-2组则与之结果相近,但较RAC-1、RAC-2组仍有较大提高。表明纳米CaCO3溶液对再生骨料的强化作用明显,且早期效果优于后期。对比28 d时的抗折强度、折压比,在相同取代率的情况下,经强化后RNC-1、RNC-2组混凝土的抗折强度提高显著,韧性有所改善。

改性纳米CaCO3水相分散体系流变行为及其流变参数拟合(Ⅰ)--铝锆偶联剂用量对分散体系流变行为的影响

采用铝锆偶联剂对纳米CaCO3进行表面改性,对改性纳米CaCO3水相分散体系的流变数据进行测定,并借助非牛顿流体模型实现流变参数的拟合。结果表明,在低剪切速率下,改性纳米CaCO3水相分散体系的表观黏度随着剪切速率的增大而下降,即剪切变稀,呈现假塑性流体特性;在高剪切速率下,随着剪切速率的增大,分散体系的表观黏度变化很小,呈现近牛顿型流体特性。采用铝锆偶联剂对纳米CaCO3进行表面改性,可明显改善纳米CaCO3在水相体系中的流动性,使屈服应力、零剪切黏度及极限黏度都明显减小。根据Herschel-Bu lk ley模型拟合结果,未经表面改性的纳米CaCO3水相分散体系的流动特性指数和屈服应力分别为1.489和2.767 Pa,呈现剪切变稠流动趋势,表明分散体系的不稳定性,部分粒子发生团聚;而经2.0%铝锆偶联剂改性的纳米CaCO3水相分散体系的流动特性指数和屈服应力分别为0.880和1.250 Pa,呈现明显的假塑性流体特性,分散体系流动性较好。

聚羧酸类分散剂对超细CaCO3粉体的吸附行为研究

测定了聚羧酸类分散剂SDA-30与超细CaCO3的吸附动力学曲线。考查了粉体性质、平衡温度及悬浮液pH值对吸附量的影响。探讨了聚羧酸类分散剂的电离性质对其在CaCO3表面吸附构型的影响。测定了分散剂作用前后的悬浮液电性质。结果表明该分散剂在CaCO3粉体表面的吸附属于langumuir型单分子层吸附;SDA-30在CaCO3表面的饱和吸附量随粉体目数的增加、温度的降低、pH值的减少而增大;SDA-30的分散稳定作用主要取决于静电斥力。

PHBV／纳米CaCO3共混物的热性能和力学性能

通过熔融共混的方法制备出了β-羟基丁酸酯和β-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)/纳米CaCO3共混物,采用DSC,TGA,DMA,拉力机和旋转流变仪等仪器对所制备的共混物的热性能和力学性能进行了研究.结果表明,气氛对PHBV的热稳定性没有影响,纳米CaCO3的加入对PHBV的玻璃化转变温度和热分解温度基本不产生影响.此外,当加入的纳米CaCO3质量分数为5%时,共混物的增韧效果比较好.

圆管内三角翼涡流发生器CaCO3污垢特性

采用CFD软件模拟研究管内三角翼涡流发生器CaCO3污垢特性,考察涡流发生器排列间距、攻角、翼长及夹角对污垢热阻的影响。结果表明,在涡流发生器翼片两侧产生2个对称的运动方向相反的涡旋,且装有涡流发生器的强化管的污垢热阻小于光管的污垢热阻,说明涡流发生器对壁面边界层的扰动可有效抑制污垢的沉积。渐近污垢热阻随间距的增加而增大,且增速逐渐变缓;渐近污垢热阻在攻角小于90°时,随攻角的增加而增大,在攻角大于90°时,随攻角的增加而减小;渐近污垢热阻随翼长的增加而减小,且减小的速度逐渐增大;渐进污垢热阻随夹角的增加而减小,且减小趋势逐渐变缓。

钛管CaCO3污垢特性的实验研究

实验研究了钛管的污垢特性,并和不锈钢管、紫铜光管的污垢特性进行了比较。结果表明,钛管的污垢诱导期随着浓度的增大而增大,随着流速的增大而减小;但污垢热阻值随着浓度和流速的变化规律较复杂。在同种工况下,钛管的诱导期比不锈钢管短、却比铜管长,污垢热阻渐近值比铜管小、却比不锈钢管大,说明了钛管的抗垢性能虽好于铜管,但比不锈钢管差。

CaCO3负载纳米TiO2复合光催化剂制备及性能研究

为提高纳米TiO2光催化降解污染物效率,减少使用量并实现回收与循环利用,拓展碳酸钙(CaCO3)的应用领域,采用纳米TiO2湿法研磨过程解聚、分散及在CaCO3表面负载方式制备了CaCO3-TiO2复合光催化剂(CAT-CC),对CAT-CC性能、结构和机理进行研究。结果表明,TiO2负载量30%的CAT-CC经紫外光照30 min和50 min,对甲基橙降解率分别为90%和100%,与纯TiO2相当;CAT-CC易于从水中回收,循环使用5次降解性能基本不变。CAT-CC由CaCO3表面均匀负载纳米TiO2复合颗粒构成,TiO2颗粒分散良好,并与CaCO3在界面形成了化学键合。CaCO3使纳米TiO2分散性提高、二者界面化学键合提高光生电子传输能力是提升TiO2光催化效率和实现应用过程减量的机制。

微生物碳酸酐酶诱导CaCO3沉淀的影响因素及生成机理

微生物碳酸酐酶能够加速CO2的水合反应,对于研究全球碳循环具有重要的意义。选用一种产生胞外碳酸酐酶的细菌,研究了温度、pH值和Ca^2+浓度对细菌生长、碳酸酐酶活性的影响。结果表明,25℃碳酸酐酶的活性最高,有利于CaCO3的沉淀;初始pH值为8.5的偏碱性环境中,CaCO3沉淀质量最多;当Ca^2+浓度为50 mmol/L时,细菌的生长繁殖最好,过低的Ca^2+浓度会影响CaCO3的生成,而过高的Ca^2+浓度则会严重影响细菌的生长,降低细菌的活性。最后研究了微生物碳酸酐酶诱导CaCO3沉淀的机理,碳酸酐酶能够加速CO2水化成HCO3-,在碱性环境中、钙源存在的情况下,与OH-和Ca^2+反应生成CaCO3沉淀。