地聚合物凝胶体系中N-A-S-H和C-A-S-H结构的分子模拟

钙元素对地聚合物凝胶结构的形成影响显著,根据含钙量的不同可分为高钙体系(C-A-S-H)和无钙体系(N-A-S-H).基于Materials Studio软件,用Amorphous Cell(AC)模块构建了N-A-S-H和C-A-S-H凝胶结构模型.在Universal力场下,对2个凝胶结构模型的稳定性、动力学轨迹、微观表征及弹性模量进行了分子动力学模拟.结果表明,构建的N-A-S-H和C-A-S-H凝胶结构模拟值与试验值吻合较好.由于钙元素的存在,无定形态体系出现了向晶体转变的特征,并对地聚合物的力学性能产生正向增益.

从Si-C-N非晶粉末制备α-Si_3N_4纳米线

以溶胶-凝胶法合成了Si-C-N非晶前驱体粉末，在不添加催化剂的条件下，通过高温还原氮化反应制备了α-Si3N。纳米线．用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）表征和分析了α-Si3N4纳米线．XRD分析表明，在所得产物中，除了未完全反应的非晶SiO2外，主要是α-SisNt，Si2N2O以及少量的β-SiC．TEM和SEM分析显示，合成的α-Si3N4纳米线直径为100～150nm，长几十μm，α-Si3N4纳米线的生长机制是气固（VS）生长机制。

Co/N-TiO_(2)@C的制备及其光催化降解水中抗生素的研究

采用溶胶-凝胶法合成了钴(Co)、氮(N)、碳(C)共掺杂的TiO_(2)纳米复合光催化剂。并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、UV-Vis和XPS等手段对样品的形貌、结构和带隙进行了表征。结果表明,Co、N、C共掺杂的TiO_(2)可以在TiO_(2)的带隙中形成杂质能级,缩短带隙能量(2.69 eV)。在Co、N、C共掺杂TiO_(2)(Co/N-TiO_(2)@C)和可见光照射30 min后,其对四环素(TC)的降解率为94.5%;照射60 min后,TC的降解率高达97.19%。在Co/N-TiO_(2)@C和可见光存在下循环3次后,TC的降解率降低到70.19%,这是由于掺杂离子浸出导致催化剂活性降低。

碱激发高钙粉煤灰发泡地聚合物的制备及机理

为促进高钙粉煤灰高附加值利用,以粉煤灰为主要原料,采用水玻璃碱激发方式,获得具有优异力学性能的地聚合物,进而以过氧化氢为发泡剂,十二烷基磺酸钠(SDS)为稳泡剂,优化发泡工艺,制备多孔发泡地聚合物,并采用Image-Pro Plus图像软件对发泡截面孔径分布进行分析,利用XRD、FTIR和SEM-EDS对发泡地聚合物微观结构进行表征。结果表明:在液固比为0.50、碱当量为10%(质量分数)、水玻璃模数为1.50、H_(2)O_(2)掺量为3%(质量分数)、SDS掺量为0.3%(质量分数)和80℃发泡4 h条件下,标准养护制备的试块28 d抗压强度为1.78 MPa,表观密度为631 kg/m^(3)。发泡地聚合物孔径小且分布均匀,密度较低。聚合产物为少量C-S-H凝胶和大量钙铝钠协同反应产生的N(C)-A-S-H凝胶,保证了发泡地聚合物的机械强度。

硫酸镁侵蚀后碱矿渣水泥中C(N)-A-S-H(I)组成-结构梯度变化

通过^(29)Si魔角自旋核磁共振及高分辨透射电镜-能谱方法,研究了10%(质量分数)硫酸镁溶液侵蚀后碱矿渣水泥(AAS)砂浆中C(N)-A-S-H凝胶结构梯度变化。结果表明:侵蚀表层(0.5~3.0mm)主要为硅铝凝胶;侵蚀中层(3~6mm)主要为M/C(N)-A-S-H凝胶;内部(6~9mm)主要为C(N)-A-S-H凝胶(几乎未受到侵蚀);在硫酸盐侵蚀后仍会有稳定的类托贝莫来石(Ca/Si摩尔比为0.98)/类水滑石(Mg/Al摩尔比为2.39)晶体存在,但C(N)-A-S-H凝胶主链中,位于桥氧四面体(BT)位置的铝氧四面体受硫酸盐侵蚀影响更大。同时,硫酸镁侵蚀首先造成脱钙现象发生(其位置将会由Mg补充),而后产生脱铝现象,当C-A-S-H完成脱Ca及部分脱Al后,形成Al-Si凝胶且凝胶中存在大量Mg平衡离子(即最外层产物)。

氮和碳共掺杂TiO_2纳米晶的制备及可见光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,冰醋酸为抑制剂,超细铵盐为固体载体,采用新型溶胶-凝胶法制备了氮和碳共掺杂TiO2纳米晶(N-C-TiO2)光催化剂.透射电子显微镜(TEM)结果表明,N-C-TiO2样品颗粒均匀,尺寸细小,且分散性好;热失重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究结果表明,复合干凝胶经低温热处理,使铵盐载体分解、挥发去除,样品为单一的锐钛矿相,N和C原子扩散进入晶格结点或间隙位置,与TiO2化学键结合;氮气等温吸附-脱附结果表明,样品比表面积高达356 m2/g,孔体积为0.27 mL/g.以氙灯为可见光光源,罗丹明B水溶液为模拟污染物,P25为参比催化剂,在辐射强度为100mW/cm2的可见光照射条件下,N-C-TiO2具有很高的光催化活性,其可见光催化活性明显高于P25.

不同有机碳与无机氨氮比(C／N)下自养硝化生物膜上微生物菌群的变化

通过变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)研究随有机碳与无机氨氮比(C/N)升高,自养硝化膜上微生物菌群结构的变化.实验结果表明随C/N升高,微生物菌群从以硝化细菌为主导到以反硝化细菌为主导,硝化过程也由仅硝化到同时硝化反硝化.主要的硝化菌是Nitro-somonas europaea和Nitrobactersp.,主要的反硝化菌是Pseudomonassp.,Acidovoraxsp.和Comamonassp..在高C/N时,尽管反硝化菌占多数,但硝化菌并没有消失,而是与反硝化菌同存.

混凝土界面过渡区物相微结构表征方法及演变规律浅析

混凝土界面微结构物相特征是影响混凝土宏观性能重要因素,其主要构成物相CH晶体、孔隙和C-S-H凝胶的表征方法及其演变规律一直是研究的重点和热点。总结了混凝土界面过渡区主要构成物相的表征方法及其优缺点,并建议采用SAXS结合MIP的方法研究界面在微观和细观尺度的孔结构、XRD方法研究界面区域CH的取向性、FTIR和NMR分别对界面C-S-H凝胶做定性和定量分析。分析发现水胶比减小、养护龄期增长、活性掺和料的掺入、渗透性较好和尺寸较大的骨料都会导致界面CH取向指数和孔隙率减小,界面C-S-H凝胶含量会随着养护龄期延长和活性掺和料掺入呈现出有规律的增长。

含能纤维素凝胶推进剂体系燃烧特征与稳定性

以羧甲基纤维素甘油醚硝酸酯(CMNGEC)为含能胶凝剂,通过配方设计,得到多组分凝胶推进剂体系。采用平板燃烧测试、热重-微商热重和差示扫描量热法,高速离心稳定性实验分析了新型凝胶推进剂体系的燃烧火焰特征、燃烧残渣量与体系稳定性。结果表明,CMNGEC凝胶推进剂体系燃烧具有周期性的膨胀、破裂、喷射及胶凝剂燃烧四个过程,燃烧残渣比Si O2凝胶推进剂体系少,其热分解可分成液体组分挥发、CMNGEC热分解和高氯酸铵热分解三个阶段。当CMNGEC胶凝剂含量达到3%,凝胶推进剂体系在670,2000,7000 g高速离心30 min条件下稳定,液体析出率均小于1%。

溶胶-凝胶法制备Ti(C,N)-Mo_2C-Ni复合粉末的研究

本文采用溶胶-凝胶法在较低温度(1 400℃)下制备了Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末。通过红外光谱(FTIR)、X-ray衍射(XRD)、热重分析(TG-DTA),扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、比表面积分析(BET)、氮/氧含量测定等分析检测方法 ,对该粉末的制备过程进行了初步的研究与分析。结果表明:在1 400℃,真空条件下,以钛酸四丁酯为钛源,以蔗糖为碳源,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法结合碳热还原法所制得的Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末晶粒小,纯度较高;其制备机理为:原料通过水解、缩聚、裂解/分解等反应,经过干燥后首先得到TiO2混合先驱体粉末,再经过碳热还原及一系列化学反应最后生成了Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末。

煤气化粗渣-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能

煤气化渣与粉煤灰均为煤炭资源利用过程中产生的固体废弃物,可以应用在碱激发领域。从煤气化粗渣的性质入手,采用粉煤灰对煤气化粗渣进行改性,利用碱激发技术制备了煤气化粗渣-粉煤灰基地质聚合物,并对所制备产物的性能进行研究。结果表明,在体系中掺入粉煤灰可以明显改善其力学性能,当粉煤灰掺入量为30%(质量分数)时,样品的28 d抗压强度最高,达到44.5 MPa。此外,通过对样品进行物相分析与微观形貌表征发现,样品的无定形产物主要为N(C)-A-S-H凝胶,它能够结成相互连接的空间网状结构,具有较强的黏结能力,这是样品材料具有较高强度的主要原因。

溶胶-凝胶法制备硼碳氮纳米管的影响因素研究

以聚乙烯醇、硼酸、尿素为原料,九水硝酸铁为催化剂,采用溶胶-凝胶法,在碱性的条件下制备干凝胶粉体。然后,该粉体在1200℃、50mL·min-1的NH3加热3h制备得大量蓝灰色的松软粉体。采用扫描电子显微镜(SEM,)、X射线能谱(EDS)及透射电子显微镜(TEM)对产物进行形貌、结构和成份上的分析。结果显示,产物中有大量的直径为40～100nm的硼碳氮纳米管生成。同时还对溶胶-凝胶法制备硼碳氮纳米管的影响因素研究如反应温度和反应时间进行了初步的探讨。

稀土离子掺杂LaAlO_3:RE(RE=Dy^(3+),Ho^(3+),Er^(3+))荧光粉的发光性能

采用溶胶凝胶法合成La_(1-x)AlO_3:xRE(RE=Dy^(3+),Ho^(3+),Er^(3+))荧光粉,对样品进行X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及荧光光谱(PL)等表征,探讨稀土离子的掺杂浓度对样品发光性能的影响。研究结果表明,合成的样品为三方晶体结构。在λex=354nm光激发下,Dy^(3+)位于482nm和576nm处的两个发射尖峰,分别归属于4F9/2→6 H15/2和4F9/2→6 H13/2的能级跃迁;在λex=454nm光激发下,Ho^(3+)位于545nm处的发射峰,归属于(5S2,5F4)→5I8的能级跃迁;而在λex=381nm光激发下,Er^(3+)在535nm和549nm的两个尖锐峰,分别归属于2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的能级跃迁。在合成的样品中,Dy^(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.01,荧光体发射白光,Ho^(3+)与Er^(3+)的最佳掺杂浓度均为x=0.015,荧光体均发射绿光。