无活性固废作为细骨料对充填体强度的影响与优化

将无活性固废材料(污泥)部分替代细骨料制备污泥细骨料充填体,通过微观结构表征和物理力学试验,分析了不同掺量(0%、4%、6%、8%、10%)污泥细骨料充填体的流动度、初凝时间、终凝时间、吸水率、孔隙指数等物理特性和抗压强度,并优化了污泥细骨料的最佳掺量。结果表明:含4%、6%、8%和10%污泥细骨料的充填体试样流动性分别比不掺污泥细骨料的充填体试样降低了3.0%、11.2%、12.2%和14.3%。污泥细骨料掺量为4%、6%、8%和10%的试样没有发生显著的流动性降低问题;养护28 d后,掺入8%的污泥细骨料充填体试样力学性能最优,其抗压强度为51 MPa,较不掺污泥细骨料充填体试样(42 MPa)提升了21.4%。污泥细骨料掺量为4%、6%、8%和10%的试样抗压强度较不掺污泥细骨料试样分别提升了9.5%、19.0%、21.4%和14.3%,反映出污泥细骨料的掺入显著提升了充填体抗压强度。在水中浸泡28 h后,不掺污泥细骨料充填体试样较掺污泥细骨料充填体试样吸收了更多水,反映出后者孔隙指数低于前者,吸水率也较低。掺入6%的污泥细骨料充填体试验初凝和终凝时间最长,一定掺量下的污泥细骨料延长了凝结时间,污泥细骨料的最佳替代率为8%。

多孔NiO/钇稳定氧化锆陶瓷的水系流延成型

采用水系流延工艺制备了阳极支撑型固体氧化物燃料电池的阳极材料NiO/钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)陶瓷。研究了分散剂聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAA)和pH值对YSZ和NiO颗粒的zeta电位以及65%(质量分数,下同)NiO/35%YSZ浆料黏度的影响。结果表明:在pH=9.6和加入分散剂时,NiO和YSZ颗粒的zeta电位绝对值达到最大值;当PAA的含量为NiO/YSZ粉料的0.8%时,NiO/YSZ浆料黏度最小。浆料中添加石墨粉作为造孔剂能提高阳极材料的孔隙率。石墨粉在聚乙烯吡咯烷酮的作用下均匀分布在阳极烧结体中。石墨粉的含量对阳极烧结体中的开口孔隙率有重要的影响,在石墨粉的含量为25%,阳极烧结体的孔隙中的开口孔隙率占全部孔隙率的98%。

固态烧结法制α－Al_2O_3陶瓷膜管的研究（Ⅰ）

本研究利用α－Ａｌ_２Ｏ_３为原料，添加粘结剂、成型助剂、成孔剂，采用注浆成型，通过固态烧结技术制备了不同规格的多孔性微孔膜管。制备的基质管孔隙率在４０～５０％，平均孔径０．８～２．０μｍ，微滤层的孔隙率在３０～４５％，平均孔径０．１～０．５μｍ，并具有一定的机械强度。文中分析了影响膜管成型的因素及成孔烧结的机制，探讨了成孔剂和烧成温度对膜的结构、孔径、渗透系数、孔隙率的影响，实验发现加入成孔剂可大大提高了膜的渗透性能，是制取大通量膜材的方法之一，同时发现温度是影响膜性能的重要因素，合理的烧成温度与粘结剂、骨科有很大的关系。

材料塑性和线度对气孔体积相对变化的影响

建立了弹性固体中球形气孔的物理模型;应用固体力学和热学理论,研究了在外力作用下,固体中球形气孔体积相对变化Δ和负荷、材料塑性以及线度的关系;以Fe,Al和Pb为例,探讨了负荷、材料塑性和线度对Δ的影响.结果表明:气孔体积相对变化Δ随负荷增大而增大,其中负荷较小时,Δ随负荷的变化较慢;而负荷较大时,随负荷增大而迅速增大;负荷相同的情况下,应变参量μ较小材料的较大,且随负荷的变化较快,即气孔的存在对μ较小材料的影响较大;对同一材料,在相同负荷的情况下,气孔体积相对变化Δ随线度R=r/R0的增大而增大.

超细镁渣微粉-水泥复合胶凝材料的性能及水化机理

镁合金被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”,我国皮江法炼镁所得镁渣规模庞大、亟待解决,制备建筑材料是消纳镁渣的重要渠道,但国内外相关研究屈指可数,且普遍以镁渣耦合其他固废及水泥制备复合胶凝材料为主,鲜有针对镁渣-水泥简单体系的细致研究,故镁渣水化及其对水泥水化的影响机制尚未明确。本工作通过探究超细镁渣微粉-水泥复合胶凝材料(MS-C)新拌浆体和硬化浆体的性能、组成及结构演化规律,分析超细镁渣微粉对MS-C水化进程的影响机制,进一步揭示镁渣-水泥的协同水化机理。镁渣中的硅酸二钙以低活性γ-C_(2)S为主,超细粉磨是发挥其填充效应的关键途径,掺入30%的超细镁渣粉使水泥中1000 nm以上孔含量由7.98%降低至6.83%。在减水剂作用下,MS-C浆体的流动性随超细镁渣微粉掺量的增大而增大,在无减水剂时其作用相反。低掺量超细镁渣微粉的水化及弱胶凝作用可增大其填充效应对强度的贡献,并促进Ca(OH)_(2)和C-S-H凝胶的生成,使得低超细镁渣微粉掺量的MS-C获得优于纯水泥的28 d力学性能。本研究获得了超细镁渣微粉-水泥水化特性的基础结论,为提高镁渣资源化利用价值及利用率提供理论依据。

基于核磁共振T_(2)谱的页岩岩心孔隙分布量化表征方法

由于类固体信号的干扰,导致直接从流体饱和页岩的核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)T_(2)谱(NMR-OS)中得到的孔隙分布(pore size distribution,PSD)结果不准确,通过采用Beta峰模型统一描述类固体和流体的横向弛豫峰分布,结合六阶导分析和最小二乘法,提出了一种简单、快速、准确分析页岩孔隙分布的核磁共振-反褶积方法(NMR-deconvolution,ND),并对其验证和开展实例应用。结果表明:所提方法可同时拟合对称峰和非对称峰,且峰的衰减速率高,能有效避免基线远离峰情况;无需洗油、烘干等复杂的样品预处理过程,可简单、快速得到峰的个数以及各峰参数的估计和约束条件,进而将类固体干扰信号分离出来;孔径小于10 nm时,ND方法得到的孔径分布(pore size distribution,PSD)与低温液氮吸附方法(low-temperature nitrogen adsorption,LTNA)和洗油烘干后的T_(2)谱曲线相减反演方法(NMR-O)的结果具有很好的一致性,当T_(2)<1 ms时,ND方法测得的孔隙分布相对误差绝对值(<15%)明显小于通过NMR-OS方法得到的孔隙分布结果(>135%)。

煤基固废制备纳米多孔材料研究进展

作为典型的铝硅酸盐固体废物,粉煤灰、煤矸石、气化渣等煤基固废中SiO2和Al2O3含量可达60%~90%,因此可将其作为硅源和铝源以制备具有高附加值的纳米多孔材料。主要综述了国内外利用粉煤灰、煤矸石、气化渣等煤基固废以制备纳孔材料的研究进展与反应机理,并对煤基固废制备纳孔材料进行总结与展望,以期为煤基固废高值化利用的进一步发展提供参考。指出目前煤基固废制备纳孔材料研究大多处在实验室研究阶段,尚未实现工业化生产,需解决合成过程中存在的沸石分子筛产品纯度低、成本高以及环境污染等问题,但以廉价煤基固体废物合成高值化纳孔材料的研究方向极具价值与潜力;合成纳米多孔材料的工艺种类和路线极其多样,难以找到相对普遍适用的方法,其合成机理有待进一步探究,且缺乏利用气化渣或数种煤基固废协同制备沸石分子筛等纳孔材料方面的研究。根据各煤基固废的具体矿相、物化成分等性质,有针对地设计并制备特定的纳孔材料,可发挥纳孔材料具有较大的比表面积、较窄的孔径分布、较大的孔隙体积等优良性质,使其具有良好的吸附能力。未来研究可集中于寻找更加经济、简便的活化和后续处理方法以提高纳孔材料的纯度和固体原料转化率,缩短工艺流程、减少药品消耗、降低合成成本以实现工业化生产,提高纳孔材料的性能如增大比表面积和孔隙体积等,开发多种煤基固废协同作用制备工艺及探究协同机理以求优势互补。

钼修饰硼碳固体材料微介孔结构调制电催化氮气还原

以葡萄糖(C_(6)H_(12)O_(6)·H_(2)O)、硼酸(H_(3)BO_(3))和钼酸钠(Na_(2)MoO_(4)·2H_(2)O)为原料通过钼-硼-碳固相反应调控固体材料微-介孔结构(P-BC、BC、Mo_(2)C@MoO_(2)@C)。P-BC材料具有微-介孔结构,比表面积达418.399 m^(2)/g。在0.1 mol/L氯化氢电解质溶液下,检测其电化学性能结果显示,P-BC材料的介孔微孔结构能够有效改善氨合成的活性以及选择性。-0.2 V vs RHE条件下,最高NH_(3)生成速度是11.2μg h^(-1)mg^(-1)cat,在0 V vs RHE下,法拉第效率高达6.0%,六次循环测试后氨的生成速率稳定性保持89.6%。

多固废激发剂优化模型及微观机理分析

采用矿渣粉、粉煤灰、钢渣、石灰、脱硫灰等固废配制尾矿砂充填体激发材料(MSWA)。构建多响应优化模型,分析MSWA原料显著性,开展微观试验探究水化机理。结果表明:多响应优化模型计算误差<2%,可有效反映配比意愿及原料显著性;试验组TS-3意愿值0.812为最优,3 d强度和扩展度分别为0.643 MPa和15.8 cm;3 d强度项中显著因子为水泥熟料(0.629)和钢渣(0.171),扩展度项显著因子为粉煤灰(0.761)。微观试验表明:在矿渣粉和石灰等提供的OH-和SO_(4)^(2-)溶液下,水泥熟料等原料中C_(3)S和C_(3)A迅速水化放热,粉煤灰可促进水化、改善砂浆和易性,且水化产物中C—S—H及AFt等发育良好,会使结构更致密,从而增强充填体的宏观力学性能。

分级孔沸石材料的合成、表征及其催化应用

本文主要阐述了分级孔沸石材料的合成、表征及其催化应用的最新进展。基于分级孔的产生机制,系统地评述了分级孔沸石材料合成方法,包括水热处理、化学处理、酸浸法、碱浸法以及模板剂法,重点对模板剂合成法进行了分类阐述,进而对分级孔沸石材料的结构鉴定、织构性能、水热稳定性及酸性测定相关的表征方法进行了综述;最后结合实例说明了分级孔沸石材料在催化反应中的应用前景。

多孔含液固体的边界元方法及等效力学性质模拟

将多孔含液固体问题归结为一个内边界受流体压力作用的复连通域边值问题,利用流体体积变化率与流体压力之间的关系建立了流体夹杂区域边界位移与流体压力之间的线性关系,然后采用边界元方法建立了问题的求解方案。该方法的主要特点是通过一次求解可以同时得到所有边界节点的位移和所有流体夹杂区域的压力。采用上述方法对多孔含液固体的等效力学性质进行了数值模拟,并与有关文献结果进行了对比分析。计算结果表明:采用边界元方法求解多孔含液固体问题时,在计算规模和求解效率方面具有明显的优势。

尼莫地平固体分散体脉冲控释片的制备

目的:制备尼莫地平固体分散体脉冲控释片。方法:采用有机溶剂蒸发法制备尼莫地平-聚维酮固体分散体(NMP-PVPk30-SD);将NMP-PVP-SD采用粉末直接压片法压片;以乙基纤维素(EC)为包衣材料,EudragitL30D-55为致孔剂,采用滚转包衣法制备尼莫地平固体分散体脉冲控释片;通过体外释放度试验,考察膨胀剂、衣层组成及厚度对控释片释药行为的影响。结果:NMP-PVP=1∶4制成的固体分散体30 min体外溶出度达80%,膨胀剂比例为20%、包衣液组成EC-Eud-ragitL30D-55=4∶20、包衣增重为3.7%的脉冲控释片体外延迟释放时间T10为4.5 h。结论:采用固体分散体制备技术将尼莫地平进行处理后通过调整片芯中膨胀剂的用量、包衣液组成和衣层厚度,可以得到具有良好脉冲释药效果的控释片。