纳米CaCO_(3)与碳粉低热固固耦合原位制备纳米CaO和CO

高温条件下固相CaO可直接与CO_(2)反应生成CaCO_(3),CO_(2)捕集率达78.57%(质量分数),是解决碳排放的高效手段。钙循环技术中如何降低CaCO_(3)分解温度、CaO再生和CO_(2)利用是关键问题。研究通过纳米CaCO_(3)和碳粉的低热固固耦合反应同时实现纳米CaO再生和CO_(2)原位转化为CO,使纳米CaCO_(3)分解温度下降46℃,分解速率提高约50%,再生的多孔纳米CaO粒径小而均匀,可再次捕集CO_(2)实现钙循环利用,由CO_(2)转化的CO可应用于工业合成气。纳米CaCO_(3)和碳粉具有原料来源广泛、价格低廉、安全性高、运输便捷等优点,该低热固固耦合反应在低成本前提下具有提高CO_(2)捕集和利用效率的潜力。

原位合成对苯二甲酸柱撑Ni-Al-LDHs/γ-Al_2O_3过程中的非原位结晶反应

在γ-Al2O3表面原位合成对苯二甲酸柱撑Ni～A;-LDHs／7-Al2O3的过程中伴随着非原位结晶反应。采用XRD、SEM等方法考察了该非原位结晶反应产物的结构特征，并且考察了反应体系的pH值、物料投入量、晶化温度、搅拌速率等因素对非原位结晶的影响，得出了抑制非原位结晶的适宜条件：n（NH3）／n（Al）=6，n（A;）／n（Ni）=0．4，晶化温度55～65℃，晶化时间不宜超过24h。

聚环戊烯包覆Fe_3O_4磁性纳米粒子的原位诱导结晶法制备及其结构表征

在磁性Fe3O4纳米粒子存在下,利用烯烃聚合后过渡金属催化剂α-二亚胺钯在温和条件下催化环戊烯原位聚合,通过聚环戊烯(PCP)在磁性纳米粒子表面原位异相成核结晶,成功获得一系列PCP包覆磁性Fe3O4纳米粒子。分别通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)技术对产物结构进行了表征,结果表明PCP已成功包覆于磁性Fe3O4纳米粒子表面,所得复合型磁性纳米粒子仍具有较好的磁性能。

油溶性纳米CaCO_(3)的制备及其对PCL结晶性能的影响

以油酸(OA)为表面活性剂,用微乳液法制备了油溶性纳米CaCO_(3)(NCC)颗粒,并使用其作为填充改性剂,采用溶液共混法制备了聚己内酯(PCL)/NCC复合材料。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)等分析仪器对NCC和PCL/NCC复合材料进行表征。结果表明,加入OA有利于形成球霰石型NCC粒子,OA的包覆量约为15%;油溶性NCC在PCL基体中分散性、相容性良好;少量的NCC颗粒能促进PCL结晶,过量后反而会阻碍晶体形成。

碳酸钙还原低热耦合与二氧化碳绿色原位转化

碳酸钙(CaCO_(3))是水泥和钢铁生产等行业常见的矿产资源。然而,其高温分解产生的能源损失和二氧化碳(CO_(2))排放是亟需解决的问题。因此,提出了利用甲烷(CH_(4))、氢气(H_(2))、碳(C)和乙醇(C 2H 5OH)与亚微米级CaCO_(3)的耦合反应以降低分解温度并实现CO_(2)原位转化,在此基础上进行了热力学和耦合产物的分析,同时在经济层面上展开了对比。研究表明,CH_(4)对CaCO_(3)分解温度的降低最显著,H_(2)次之;C被用作还原剂时副产物最少;C 2H 5OH与CaCO_(3)的耦合反应中H_(2)和一氧化碳(CO)的产率最高。通过还原剂耦合不仅可以在较低温度下再生氧化钙(CaO),还可将CO_(2)原位转化为高值产物,如H_(2)和CO,从而减少CO_(2)排放。

P123/Mg^(2+)水溶液中CaCO_3结晶及形貌的调控研究

在三嵌段共聚物P123与Mg2+的混合水溶液中,通过控制反应条件对CaCO3的微粒形貌进行调控。探讨了Mg2+浓度、反应时间、反应温度及P123浓度对CaCO3粒子形貌和晶型的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)对合成样品进行了表征。结果表明,Mg2+与Ca2+的质量比对CaCO3粒子形貌和晶型具有重要的影响。

较细粒径CaCO_(3)填充聚丙烯滤板性能

为了提高压滤机滤板聚丙烯材料的性能,采用质量分数为10%~40%、粒径分别为33、10、6μm的碳酸钙填充聚丙烯,利用双螺杆挤出机熔融共混挤出制备了聚丙烯/CaCO_(3)复合材料。研究了CaCO_(3)添加量及粒径对复合材料力学性能和结晶性能的影响。结果表明,填充CaCO_(3)能够提高聚丙烯/CaCO_(3)复合材料的拉伸模量;随着填充量的增加,材料的拉伸模量升高,40%6μm CaCO_(3)填充的聚丙烯/CaCO_(3)的拉伸模量为PP基体的1.7倍;当CaCO_(3)的粒径分别为33、10μm时,聚丙烯/CaCO_(3)的拉伸强度和冲击强度明显降低;当粒径为6μm的CaCO_(3)的填充量较小时,聚丙烯的拉伸强度和冲击韧性均显著提升,并且冲击强度随CaCO_(3)填充量的增加而提高;当添加量为10%时,聚丙烯/CaCO_(3)的拉伸强度较高。另外,当填充较细粒径6μm的CaCO_(3)时,聚丙烯能在更高温度下结晶。

纳米/微米Al_2O_3-ZrO_2内衬复相陶瓷的自蔓延高温合成

采用SHS重力分离技术制备出内衬Al2 O3 ZrO2 复相陶瓷。复相陶瓷基体主要由纤维状 (Al2 O3 +ZrO2 )共晶体组成 ,其中共晶体的ZrO2 纤维直径达到纳米 /微米尺度。经Vickers压痕法测试其断裂韧度为1 5 96MPa·m1 / 2 ,SEM观察和陶瓷材料断裂韧度测试得出裂纹的扩展主要受共晶体中Al2 O3 ZrO2 纳米 /微米相增韧机制控制 ,迫使裂纹沿共晶体边界或层片共晶体Al2 O3 ZrO2 相界偏转 。

纳米/微米Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷SHS制备与显微结构

通过在(CrO3+Al)燃烧体系添加ZrO2(4molY2O3)组元,利用SHS技术可以制备具有亚共晶、共晶和过共晶成分的Al2O3 ZrO2复相陶瓷。复相陶瓷基体组织主要由层片状和纤维状共晶组织所构成。在亚共晶成分复相陶瓷中,纤维状共晶组织体积分数较高,ZrO2纤维直径已达到纳米/微米尺度;在过共晶复相陶瓷中,层片状共晶组织体积分数较高,Al2O3 ZrO2两相层片间距基本在亚微米范围内。基于燃烧合成与凝固理论分析可认为,本试验所获得的复相陶瓷是通过SHS原位结晶及在大过冷条件下、熔体发生共生共晶反应生成的。所以在本试验条件下,只有亚共晶成分的复相陶瓷才易获得ZrO2相纤维直径在纳米/微米级尺度上的1 3复合的Al2O3 ZrO2纳米/微米晶内型复相陶瓷。

Ca^(2+)在饮用水铜绿微囊藻控制中的应用

为改善饮用水藻类的混凝去除效果,以铜绿微囊藻为研究对象,考察了单独投加Ca^(2+)、Ca^(2+)与PAC联用、Ca^(2+)与CO_(3)~(2-)原位结晶三种方法的除藻效果,并对Ca^(2+)和结晶产物CaCO_(3)的除藻机制进行探讨.结果表明,单独采用Ca^(2+)时,Ca^(2+)在低浓度下对藻细胞具有吸附电中和作用,高浓度时同时还有架桥作用,但两者均无法实现对铜绿微囊藻的去除.Ca^(2+)与PAC联用,Ca^(2+)可以通过吸附电中和显著提高PAC的除藻效果,最大去除率可达98.0%,同时Ca^(2+)与溶解性藻源有机物(dAOM)的络合可将残余铝降低50%以上.含藻水中原位CaCO_(3)结晶对铜绿微囊藻的去除率最高可达83.5%,其产物为带正电荷、粒径2~4μm左右的球型球霰石.球霰石对藻细胞的去除机制包括球霰石与藻细胞的互絮凝,以及球霰石团聚物对藻细胞的卷扫絮凝,同时球霰石还可以作为加重剂促进藻晶产物沉降分离.自来水厂采用CaCO_(3)原位结晶与PAC联用除藻,可望降低PAC投加量和残余铝风险,并解决CaCO_(3)原位结晶导致的浊度和pH偏高问题.研究成果为饮用水除藻提供了新思路.

原位颗粒对6063铝合金微观组织和耐磨性的影响机理

以CuO-Al作为反应体系,在6063铝合金中原位反应生成Al_(2)O_(3)颗粒,制备6063Al-xAl_(2)O_(3)(x=0,2,4,6,质量分数,%)复合材料。研究原位反应颗粒Al_(2)O_(3)的形状、尺寸、数量、分布、界面特征等对合金微观组织和耐磨性的影响机理,并且分析了6063铝合金自带的原位结晶颗粒Mg2Si对耐磨性的影响机理。结果表明,在6063铝合金中原位反应生成尺寸在亚微米级的近球形θ-Al_(2)O_(3)颗粒;其(311)晶面与6063铝合金基体(111)晶面成共格界面;6063铝合金中Mg2Si尺寸大约为100 nm,呈条带状,其(022)与Al基体(111)晶面属于共格界面。随着Al_(2)O_(3)颗粒含量的增加,6063铝基复合材料的晶粒组织形貌由蔷薇状逐渐向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。当Al_(2)O_(3)的质量分数为6%时,复合材料组织由等轴晶和细小的柱状晶组成。载荷为50 N时,6063铝合金的磨损量为6.72 mg,6063-6Al_(2)O_(3)复合材料的磨损量为1.63 mg,相对于6063铝合金降低75.7%。原位颗粒(Al_(2)O_(3)+Mg2Si)与铝基体都成共格界面,界面之间无污染,界面结合强度高,在磨损过程中,不易从基体中脱落,承担磨损过程中的大部分载荷。原位生成高硬度的Al_(2)O_(3)颗粒与原位结晶颗粒Mg2Si协同作用共同提高复合材料的耐磨性。外加载荷为40 N时,随着增强相质量分数的增加,复合材料的磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。6063铝合金磨损机制以严重的粘着磨损为主。6063-2Al_(2)O_(3)和6063-4Al_(2)O_(3)复合材料磨损机制主要以粘着磨损为主,6063-6Al_(2)O_(3)复合材料主要表现为磨粒磨损。