铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料性能与机理分析

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明:掺入尾矿有利于改善改性浆液力学性能,掺入碱激发剂能提高改性浆液整体的反应程度,减小改性浆液析水率;综合考虑各项性能指标,选取改性浆液最佳配比,即水固比为1.0,铜尾矿掺量为30%(质量分数,下同),碱激发剂用量为4%,碱激发剂模数为1.6;相较于纯水泥浆液,改性浆液最佳配比黏度减小11.1%,流动度增大22.3%,析水率减小29.7%,28 d结石体抗压强度仅减小9.5%,耐久性能良好;改性浆液发生地聚合物反应形成了具有三维空间网状结构的C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶等胶凝物质。本研究成果可为岩土工程提供高性能低成本的注浆材料,同时还将为尾矿等固废材料资源化利用提供参考。

高性能再生微粉基地聚合物注浆料的活化制备及性能研究

本研究利用废弃混凝土制备再生骨料过程中产生的再生微粉制备了一种高性能低碳型地聚合物注浆料。通过对再生微粉进行热-机械协同活化处理并在碱激发剂的作用下制备再生微粉基地聚合物注浆料,研究了活化制度对注浆料工作性能、力学性能、泌水率、24 h自由膨胀率以及微观结构的影响。性能测试表明除24 h自由膨胀率外,当热活化温度不变时,再生微粉基地聚合物注浆料的工作性能、力学性能、泌水率均随微粉球磨时间的延长先升高后降低。当球磨时间不变时,注浆料的性能随热活化温度的升高先升高后降低。再生微粉热活化温度为750℃、机械球磨时间为10 min时,制备的再生微粉基地聚合物注浆料的性能最佳。微观分析表明热-机械协同活化极大地提高了再生微粉的活性和比表面积,进而改善了注浆料的致密程度,活化制度的改变对注浆料的性能和结构的影响极为显著。再生微粉基地聚合物注浆料的制备为高值化处理废弃混凝土提供了新思路。

不同虫茶及其植物原料的抗氧化作用效果比较

目的比较研究酸枣叶虫茶、茶叶虫茶及其植物原料的体外抗氧化能力。方法采用高效液相色谱法及分光光度法等方法检测酸枣叶、茶叶、酸枣叶虫茶及茶叶虫茶中多酚、总黄酮、咖啡碱、游离氨基酸及可溶性糖含量,并以自由基的清除能力及铁离子还原力作为抗氧化能力的评价指标。结果茶叶中多酚含量最高,显著高于酸枣叶及两种虫茶(P<0.05);酸枣叶中总黄酮、咖啡碱及可溶性糖的含量最高,均显著高于茶叶及两种虫茶(P<0.05),且酸枣叶虫茶不含咖啡碱;茶叶虫茶的游离氨基酸含量最高,显著高于酸枣叶虫茶及植物原料(P<0.05);在抗氧化能力测定中,茶叶对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(superoxide anion radicals,·O_(2)^(-))、2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)ammonium salt,ABTS]阳离子自由基的清除能力及铁还原能力最高,均显著高于酸枣叶及两种虫茶(P<0.05),而茶叶虫茶的抗氧化活性最弱。Spearman相关性分析表明,4个样品的DPPH自由基、·OH、·O_(2)^(-)、ABTS阳离子自由基清除能力、铁还原力及抗氧化效能综合指数均与多酚、可溶性糖、游离氨基酸含量的相关系数较高,其与多酚、可溶性糖含量分别呈极显著、显著正相关(P<0.01,P<0.05),与游离氨基酸含量均呈显著负相关(P<0.05)。结论植物原料的抗氧化活性强于虫茶,且酸枣叶虫茶强于茶叶虫茶,多酚、可溶性糖是决定两种虫茶及其植物原料抗氧化活性的重要物质。

固体NaOH/Na_(2)SiO_(3)激发矿粉/粉煤灰-炉渣基注浆材料性能研究

以矿粉和粉煤灰-炉渣作为前驱体,其中粉煤灰、炉渣以质量比4:1共同粉磨制备前驱体之一,以NaOH和Na_(2)SiO_(3)配制模数为1.2的固体激发剂,制备碱激发注浆材料。研究粉煤灰-炉渣的掺量、激发剂的掺量(以Na_(2)O计)对注浆材料工作性能和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对水化产物进行物理化学表征,使用核磁共振分析注浆材料孔结构特征。研究结果表明:粉煤灰-炉渣掺量为50%的注浆材料的28 d最大抗压强度达31.25 MPa。水化产物主要为C-A-S-H凝胶,浆液结石体内部孔隙主要为胶凝孔(孔径<10 nm)和过渡孔(孔径为[10~100) nm),占比超过90%。

粉煤灰基注浆材料的研究进展

综述了粉煤灰基注浆材料的研究现状,并对粉煤灰基注浆材料的工程应用进行了总结。针对提高注浆材料中粉煤灰的利用率,进行了粉煤灰活化方式的评估,对改善粉煤灰基注浆材料各项性能的方法进行了论证和建议,以期为固体废弃物的规模化应用提供理论支撑。

基于GC-MS-O技术的景观设计用马尾松木材气味化合物分析

【目的】鉴定马尾松木材气味化合物及气味特征并分析其来源和释放机制,为马尾松气味数据库的构建及其作为景观木材在景观设计中的科学利用提供指导。【方法】以不同含水率的马尾松心、边材为研究对象,利用气相色谱-质谱-嗅闻(GC-MS-O)技术分析马尾松木材气味化合物释放特性。【结果】马尾松木材常温状态下释放的气味化合物共25种,主要有α-蒎烯(浓松木香)、莰烯(薄荷香,刺激)、柠檬烯(柠檬香,清香)、长叶烯(清凉)和(+)-环苜蓿烯(清香)等。马尾松木材气味化合物主要组分为萜类、醇类、烃类和醛类等,萜类占气味化合物总量的90.99%~96.58%(质量浓度)。马尾松木材气味化合物以薄荷樟脑、清香花香和木香为主,伴有果香和甜香,偶有较弱的杏仁和皮革混合香气味。随着含水率降低,马尾松木材气味化合物总质量浓度和气味强度呈先升后降趋势。边材气味化合物的种类、质量浓度和气味强度大于心材,含水率30%时,边材气味化合物的质量浓度和气味强度分别是心材的6.76和1.77倍。马尾松边材中含萜类、醇类、烃类和醛类等气味化合物,心材中仅萜类和烃类气味化合物稳定存在,偶有少量醇类化合物。单体气味化合物质量浓度与木材含水率相关,但相关性在心、边材中有所不同。单体气味化合物质量浓度与单体气味强度总体呈正相关,但相关系数因化合物种类、木材位置和木材含水率不同差异较大。【结论】薄荷樟脑、清香花香和木香是马尾松木材的主要气味,果香和甜香起气味修饰作用,整体上马尾松木材气味可带给人们舒缓、放松、愉快等心理感受。马尾松木材用作景观材料,对使用者的心理和身体健康均有积极作用,适宜用于大部分城市公园、儿童公园以及疗愈景观中。

异海松酸基杂环酰胺衍生物的制备及抗癌活性

为了获得结构新颖的抗肿瘤药物分子,以天然产物异海松酸(Ⅰ)为母体结构,合成了9个异海松酸基杂环酰胺化合物(Ⅱa~Ⅱi),其结构经FTIR、1HNMR、13CNMR和TOF-MS确证。抗肿瘤活性测试结果表明,除Ⅱf外,其余目标化合物的抗肿瘤活性均比母体化合物异海松酸的活性高,尤其是含有吡嗪杂环的化合物异海松酸基(2-氨基吡嗪)酰胺(Ⅱd)对人黑色素瘤(A375)细胞显示出显著的增殖抑制活性,其半抑制浓度(IC_(50))为13.34μmol/L,有望通过进一步结构修饰来提高活性,成为异海松酸类抗癌先导化合物。

瓶装材料对贮藏末期核桃油风味的影响

目的探究不同瓶装材料对贮藏末期核桃油的挥发性风味物质组成的影响。方法采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)方法,对敞口玻璃烧杯、马口铁罐、玻璃油瓶盛装核桃油(过氧化值的限定值为0.25 g/100 g)的挥发性风味物质组成进行分析,并采用相对气味活度值(ROAV)来判定主体挥发性香气成分。结果在不同包装的核桃油中共检出10类65种挥发性风味成分(共有30种成分),主要有醛类和烷烃类;结合ROAV值筛选出8种关键香气化合物,对各样品总体风味贡献最大的组分为辛烯醛、1-辛烯-3-醇,且在对照组和烧杯组中未检测到辛烯醛。结论采用玻璃油瓶包装具有关键香气化合物变化小、不良气味成分ROAV值低且货架期更长,经综合考虑建议将其作为核桃油包装材料。

具有类漆酶活性的铜基纳米酶检测及降解酚类化合物的研究进展

酚类物质是一类高毒性的有机污染物,对生态安全和人类健康构成严重威胁。因此,检测和去除酚类物质至关重要。天然漆酶作为一种多酚氧化酶,能够高效地催化多酚氧化生成水,具有绿色高效的多功能生物催化剂特性,在生物传感和污染物降解领域具有重要应用价值。然而,天然漆酶的成本高、稳定性差且难以回收利用,这些问题限制了其实际应用。为解决上述问题,研究者开发了纳米酶,这是一种具有类似天然酶催化特性的功能材料,能够弥补天然酶的不足。受天然漆酶活性中心含有4个配位铜原子的启发,设计并合成了铜基纳米酶材料。本文主要介绍了漆酶活性的评价方法,以及由不同有机化合物配体(有机小分子、核苷酸和氨基酸等)组成的铜基有机杂化纳米酶,并探讨了配位原子和配位环境对漆酶活性的影响。同时,总结了铜基有机杂化材料在酚类物质检测和降解方面的应用进展,并展望了具有类漆酶活性的铜基有机杂化材料的发展趋势。

锌离子电池锰基正极材料研究进展

可充电水系锌离子电池是一种环保且电化学性能优异的二次电池,但锰基正极材料在充放电过程中结构易坍塌、导电率低、稳定性差等缺点严重制约了水系锌离子电池的发展。笔者首先阐述了锰基正极材料中锌离子的储存机理,主要有Zn^(2+)嵌入/脱出机理、H+/Zn^(2+)共嵌入/脱出机理和化学转化反应机理。Zn^(2+)嵌入/脱出机理包括无相变反应和新相生成反应。而新相生成反应又分为可逆相变和不可逆相变。然后,基于锰基正极材料面临的问题,讨论了改善其储锌性能的主要方法。目前可采用的方法包括缺陷工程、与导电材料复合、离子掺杂、表面修饰技术等。用以上方法改进后的锰基正极材料表现出了更加优异的性能。

基于响应曲面法的煤矸石地聚物注浆材料配比优化

以机械活化的原状煤矸石、粉煤灰和水泥为主料,水玻璃、氢氧化钠和脱硫石膏为激发剂配体,制备煤矸石地聚物注浆材料(CGGM)。采用响应曲面法中的Box-Behnken设计,研究煤矸石粉掺量、水玻璃模数和掺量对CGGM流动性、凝结时间和抗压强度的影响并揭示强度形成机理,构建回归模型,探究各因素及它们之间交互作用的影响程度,获得综合性能最佳配比。结果表明:三因素对各响应值影响显著部分交互项影响显著,各因素与响应值呈二次多项式模型,各模型回归系数R 2皆大于0.99,模型合理性和拟合性好。煤矸石粉和粉煤灰的微集料效应对前期强度有一定贡献,随着龄期延长,二者在激发剂配体作用下发生了聚合反应,生成C-(N)-S-A-H凝胶等,故CGGM强度形成主要来自C-S-H、AFt和C-(N)-S-A-H。当煤矸石粉掺量40%、水玻璃模数和掺量分别为1.6和12.2%时,CGGM的各项性能基本满足矿井高承压水害治理要求。

化学-高温-机械复合活化金尾矿及机理分析

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径.主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性.采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾矿活性的影响.测定标准稠度用水量和凝结时间,分析不同金尾矿掺量对复合胶凝材料物理性能的影响.通过XRD分析、SEM分析和火山灰试验研究了金尾矿的活化机理和水化特性.结果表明:化学-高温-机械复合活化效果>高温-机械复合活化>机械活化>高温活化.在化学-高温-机械复合活化下,较原金尾矿28 d抗压强度比(58.25%),治化后的金尾矿强度提高到74.98%.高温活化和机械活化会使得金尾矿的主要矿物相结晶度降低,但火山灰活性较低.CaO的存在有助于进一步降低结晶度,并在水化反应过程中,其提供的碱性环境,会产生活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3),加速Ca(OH)_(2)与活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应,C—S—H凝胶和铝酸盐水合物含量增多,结构更加致密,抗压强度得到提升.

石墨相C_(3)N_(4)负载纳米铁材料处理制药废水

制药废水因具有COD高、盐度高、生化毒性大等特点,难以通过简单的物理、化学或生物法净化,高级氧化法因具有极强的氧化能力而有望用于制药废水的深度处理。采用硼氢化钠液相还原三氯化铁的方法制备了纳米零价铁(nZVI),并将石墨相C_(3)N_(4)(g-C_(3)N_(4))作为载体,采用液相还原表面沉积法制备了不同nZVI和g-C_(3)N_(4)质量比的系列石墨相C_(3)N_(4)负载纳米铁材料(Fe/g-C_(3)N_(4)),用于催化制药废水中COD的高级氧化。结果表明,g-C_(3)N_(4)能很好地分散负载其表面的nZVI,抑制其团聚。在去除实际制药废水的实验中,nZVI和g-C_(3)N_(4)质量比为2∶1的复合材料(g-nZVI)具备最好的COD去除能力,当废水的pH=3、g-nZVI投加量为1.5 g/L时,2 h内实际磺胺类制药废水中的COD去除率可高达75%,已经达到进入生化反应池继续降解的标准。经过机理研究表明,去除COD的主要活性物质来自于受石墨相C_(3)N_(4)改性后nZVI活化的分子氧所产生的超氧自由基和羟基自由基。

聚苯乙烯/聚苯胺核壳型复合材料的合成表征研究

采用无皂乳液聚合法,合成聚苯乙烯微球。用浓硫酸对聚苯乙烯微球磺化,引入磺酸基,以提高聚苯乙烯微球对苯胺的吸附能力。采用化学氧化方法,制备聚苯乙烯/聚苯胺核壳型复合材料。运用场发射扫描电镜、透射电镜和红外光谱等技术,对聚苯乙烯/聚苯胺核壳型复合材料形貌和组成进行表征。同时,运用电化学工作站,对复合材料电化学性能进行表征。结果表明复合材料粒径在190~230 nm之间,并具有很好电化学活性。

煤矸石高效活化剂的研制

根据不同离子的复合效应,研制了一种煤矸石WH-1高效复合活化剂,并初步探讨了在无熟料煤矸石粉注浆材料中的应用。研究结果表明,采用WH-1活化剂可有效激发煅烧煤矸石潜在的火山灰活性,显著提高煤矸石粉注浆材料早期强度,并可保证后期有较高的强度,能满足注浆材料对强度性能使用的要求。掺3%3d和28d强度可分别达到3.5MPa和9.4MPa。

复合菌固态发酵培养基及发酵工艺的优化

本试验旨在研究复合菌固态发酵培养基及发酵工艺的优化。试验采用DPS软件中的混料试验设计和均匀试验设计方案,共配伍成14种复合菌固态发酵培养基和14种发酵工艺,通过测定发酵固态料中的活菌数及β-葡聚糖、甘露聚糖、有机酸含量筛选优良组方并对发酵工艺进行优化。结果表明:1)优化后复合菌固态发酵培养基为麸皮52.69%、玉米皮20.45%、玉米粉16.07%、米糠4.09%、棉籽粕1.86%、豆粕3.99%、无机盐0.85%;2)发酵工艺优化为含水量60%、pH 8.0、温度30℃、时间46 h,此时活菌数为6.71×108CFU/g、葡聚糖含量为279.83 mg/g、甘露聚糖含量为156.82 mg/g、酒石酸含量为2.78 mg/g、苹果酸含量为8.28 mg/g、柠檬酸含量为1.34 mg/g、丁二酸含量为2.54 mg/g。由此可见,本试验优化了复合菌固态发酵培养基及发酵工艺。

CW系化学灌浆材料的研制

采用化学灌浆材料性能测试方法 ,研究了影响 CW系化学灌浆材料主要性能的各种因素。结果表明 ,浆材的物理性能与环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、表面活性剂的种类和用量有关。工程应用实例说明

碱激发超细矿渣粉制备灌浆料的缓凝问题研究

通过双因素分析法得出水玻璃激发矿渣制备灌浆料的最优参数,研究了多种化学缓凝剂单掺及复掺对碱激发矿渣灌浆料凝结时间和强度的影响。结果表明:Ba Cl2、Zn(NO3)2及其与葡萄糖酸钠复掺后的缓凝剂均对碱激发矿渣灌浆料有较好的缓凝效果,在掺量较小时凝结时间和强度均能达到灌浆料性能要求。通过SEM分析可知,缓凝剂的缓凝机理是在矿渣颗粒表面形成包裹层,延缓矿渣结构中玻璃体的解离和水化反应。

粉煤灰基灌浆材料的制备及性能

利用工业废料—粉煤灰作为主要原料,加入其它具有胶凝增强和提高早期强度的外掺料,以及能改善浆液性能的外加剂,研发出一种新型绿色防灭火灌浆材料。结果表明:通过对浆体的各项物理性能的深入研究,确定粉煤灰基灌浆材料的最佳配比为:水固比0.8∶1,粉煤灰占70%,水泥占30%,激发剂选用NaOH与天然硬石膏按1∶1进行复合,掺量为粉煤灰的7%,羟乙基纤维素为粉煤灰的0.8%,磷酸三丁酯为粉煤灰的0.5%,CaCl2为水泥的0.5%;此时浆体的悬浮性好,粘度满足需要,流动性及固结强度相比于同条件下的粘土要好。

水泥-粉煤灰注浆材料的研发与应用

为解决矿山煤层底板承压水威胁区域的加固问题,从不同粉煤灰掺量、不同水灰比、不同固相质量比的硬化体强度、浆体凝结时间和黏度之间的相互关系,对粉煤灰注浆材料进行了系统的研究,提出了具有早强性和可注特点的复配方案,采用活化粉煤灰(其组分质量百分比为粉煤灰∶生石灰∶元明粉=76.22∶22.26∶1.52)作为注浆掺合料,另加入早强剂,配制出新型水泥——粉煤灰注浆材料.通过工程的实际应用表明,该注浆材料不仅符合现行注浆材料检验标准,而且很好地满足了煤层底板注浆加固堵水的要求.