利用电石渣制备硬硅钙石

利用动态水热合成工艺,首次采用电石渣作钙质原料合成了硬硅钙石。探讨了原料、电石渣处理方法和水热合成工艺参数等因素对合成硬硅钙石晶体结构和微观形貌的影响,并采用XRD和SEM对其结构和形貌进行了分析及表征。结果表明,煅烧后的电石渣可以制备出纯度较高且结晶良好的硬硅钙石;电石渣处理方法对合成硬硅钙石晶体及其二次粒子形貌有很大的影响;煅烧后的电石渣与分析纯CaO作钙质原料制备硬硅钙石的水热合成工艺参数基本一致。

硬硅钙石动态水热法合成及其微观形貌控制

使用粉石英和消石灰为原料，采用动态水热法合成了硬硅钙石，当氧氯化锆添加量Zr／（Ca＋Si）=0．02或白炭黑掺量占硅质原料总量12％，保温阶段搅拌速度200rpm时，合成硬硅钙石制品体积密度小于70kg·m^-2，达到保温绝热用材料超轻型水平。超轻制品显微分析结果表明，硬硅钙石纳米纤维相互交叉缠绕形成形状规则、大小均匀的球形团聚体，这种二次粒子平均粒径50～80μm，内部中空。形成中空二次粒子微观结构是获得超轻硬硅钙石制品的关键。ZP^4＋能与Ca^2＋发生置换反应，非晶质白炭黑比结晶质粉石英有着更高的反应活性，搅拌速度可控制扩散及传质速度，因此可通过调节氧氯化锆用量、白炭黑掺量和保温阶段搅拌速度来调节水热反应速度，从而有利于形成硬硅钙石中空二次粒子的微观结构。

锆硅渣动态水热合成硬硅钙石的研究

以氧氯化锆生产排放的酸性锆硅渣为主要原料,经脱酸除杂得到硅凝胶,按nCaO∶nSiO2=1∶1、W∶S（水/固质量比）=30∶1与消石灰加水混合均匀,采用动态水热法合成硬硅钙石。利用XRD、FT-IR、SEM等方法,研究了硬硅钙石的合成条件和合成机理。结果表明,锆硅渣经消石灰中和水洗可有效脱酸除杂,并可降低硅凝胶的[SiO4]4-聚合度,提高其反应活性。用此硅凝胶作硅源,在200℃下反应6 h即可合成长径比为40~60的纯相纤维状硬硅钙石。反应过程中,硬硅钙石系由CSH凝胶直接转化而成,未经历托贝莫来石相的过渡。

搅拌对动态水热合成硬硅钙石二次粒子形貌的影响

研究了搅拌制度对动态水热合成硬硅钙石二次粒子的影响,包括硬硅钙石纤维结晶生长情况、二次粒子尺寸大小及形状、粒度分布以及C-S-H凝胶含量等。结果表明,搅拌对上述性质的影响非常显著,并且进一步影响硬硅钙石制品的干燥收缩率及体积密度。

超轻微孔硅酸钙保温隔热材料的制备研究

以电石渣为原料制备超轻微孔硅酸钙保温隔热制品。研究了硬硅钙石料浆"活性"和成型压力等因素对制品性能的影响。结果表明,硬硅钙石料浆"活性"高低和成型压力大小对超轻制品的制备有较大的影响;控制最佳的电石渣煅烧温度、动态水热合成及压滤成型等工艺参数可以制备出超轻微孔硅酸钙保温隔热材料。研制出的密度为128 kg/m3超轻制品各项性能指标均符合GB/T 10699—1998《硅酸钙绝热制品》和日本JISA 9510—198《无机多孔隔热材料》的标准要求。

利用电石渣制备硬硅钙石活性料浆的初步研究

利用动态水热合成工艺,用电石渣作钙质原料合成了硬硅钙石活性料浆。采用XRD和SEM对合成的硬硅钙石料浆结构和形貌进行了检测及表征。结果表明,煅烧后的电石渣可以制备出纯度较高的,毛栗状球形"二次粒子"明显,且数量多直径大的硬硅钙石活性料浆。研究表明,制备硬硅钙石为电石渣二次回收利用提供了一条有效的途径。

超声改性电石渣水热合成硬硅钙石晶体的初步研究

利用动态水热合成工艺,用超声技术改性电石渣作钙质原料合成了硬硅钙石晶体。采用XRD和SEM对合成产物的矿物组成和微观形貌进行了分析与表征。结果表明,超声改性后的电石渣可以制备出纯度较高的,具有球形结构的硬硅钙石。研究表明,超声改性电石渣使得电石渣预处理工艺简单,且为电石渣二次回收利用提供了一条有效的途径。

FORMATION OF MICRO-POROUS SPHERICAL PARTICLES OF CALCIUM SILICATE(XONOTLITE) IN DYNAMIC HYDROTHERMAL PROCESS

Stirring during hydrothermal synthesis plays an important role in the formation of porous spherical xonotlite particles. The size of spherical particles formed during dynamic hydrothermal process is related to the size of minimum vortices in the reaction slurry, which is determined by stirring speed. The kinetics of growth of xonotlite particles is de-termined by measuring the apparent viscosity of the reactant slurry at various reaction time and reaction temperatures. It is found that the growth of particles follows the contracting-volume equation, and the activation energies for nucleation and growth are 104 and 123 kJ.mol-1, respectively.

稻壳水热炭化学结构和燃烧特性及动力学分析

以稻壳为原料,利用水热碳化技术结合元素分析和热重法,考察水热反应强度对水热炭化学结构和燃烧特性及动力学的影响。结果表明:1)随着反应强度参数(lgR_(0))的增大,水热炭整体挥发分和氧元素质量分数呈减少趋势,而C元素质量分数则逐渐增加,当水热反应强度lgR_(0)为4.90~6.19时,参数变化尤为显著,lgR_(0)为6.19时,C元素和O元素的质量分数分别为50.5%和21.3%,O/C和H/C原子比分别为0.32和1.21;2)相对于原料,水热炭的燃烧损失集中在固定碳和挥发分燃烧阶段,着火和燃尽温度均有小幅上升;3)当lgR0由3.25增至6.49时,挥发分燃烧损失减小,固定碳燃烧损失增大,着火与燃尽温度呈整体向高温区转移的趋势,综合燃烧特性指数(S_(N))呈先增加后减小的趋势;4)固定碳燃烧段活化能低于挥发分燃烧段,本次采用的动力学模型分析水热炭燃烧动力学结果可靠,相关系数(R^(2))均在0.92以上。

动态水热合成硬硅钙石的反应历程研究

利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察,研究了动态水热合成硬硅钙石的反应历程。结果表明,在用晶质SiO_2作硅质原材料,有效CaO/SiO_2molar比为1的动态水热处理过程中,硬硅钙石是由中间产物C_2SH(A)转化生成的,没有经过托贝莫来石中间产物。这样合成的硬硅钙石纤维晶体(尺度在5～10μm之间)相互缠绕、编织而形成多孔的球藻状微粒。当有效CaO/SiO_2molar比偏低时,动态水热处理过程中会生成托贝莫来石,但一般难以转化成硬硅钙石而作为一种最终产物存在于硬硅钙石料浆中。

硬硅钙石晶须的水热合成

采用动态水热法，以硅酸钠钙为原料合成硬硅钙石晶须，通过搅拌使晶须形成高孔隙率的球形颗粒．考察了温度、时间和原料CaO／SiO2摩尔比等反应条件对硬硅钙石晶须及其球形颗粒孔隙率的影响．结果表明，将CaO和SiO2按摩尔比0．90-1．15溶于Na2O浓度为20g／L的NaOH溶液中，控制液固比为30mL／g，以300r／min的转速在220℃下水热反应7h以上，可制备出直径约200nm、长径比大于20的硬硅钙石晶须，晶须相互缠绕形成的球形颗粒孔隙率最高可达93％．

层层自组装结合后处理制备耐磨超亲水增透纳米粒子涂层

通过层层自组装方法制备的二氧化硅纳米粒子涂层由于具有增透、超亲水的良好性质,引起了广泛关注.然而,这种涂层的耐磨性往往达不到实际应用的要求.本工作尝试通过后处理来增强涂层耐磨性.首先采用自制二氧化硅纳米颗粒,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS),通过层层自组装制备了PDDA/SiO2纳米粒子涂层,其中(PDDA/SiO2)6涂层透过率最高.随后将(PDDA/SiO2)6涂层依次经过124℃水热处理1 h和700℃快速淬火200 s处理,得到同时具有超亲水性和增透性的涂层,其中(PDDA/SiO2)6涂层在可见光范围内最大透过率高达99.0%.实验表明,这种后处理也极大地提高了涂层的耐磨性.