非金属矿物聚合材料的制备及性能研究

以偏高岭土、粉煤灰为主要原料,沸石、黏土为辅料,生石灰和钠水玻璃为碱激发剂制备矿物聚合材料.通过正交试验研究了养护温度、养护时间、蒸养时间对抗压强度影响,通过单因素实验研究了生石灰用量、水固比及水玻璃模数对抗压强度影响;并通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜分析了样品的化学键变化、物相组成及微观形貌.结果表明,最佳的养护条件为养护温度80℃、湿度95%,养护时间72 h,0.8 MPa蒸养8h;生石灰用量、水固比、水玻璃模数的最佳值分别为3%(wt)、0.37、2.3,样品的最大抗压强度为60.8 MPa.

非金属矿物制备轻质高强陶粒的试验研究

以珍珠岩尾矿、高岭土、膨润土和废玻璃为主要原料,添加一定量发泡剂制备陶粒。通过单因素试验和正交试验,研究不同烧成工艺对陶粒产品性能的影响,探索出制备轻质高强陶粒的最佳工艺条件。结果表明,成型后的陶粒在450℃预热15 min、1200℃焙烧8 min时综合性能最好,产品可直接用于建筑轻集料。

低温相变储能材料研究进展

介绍了国内外低温相变储能材料及其载体的研究进展,结合本课题组的研究结果和文献报道,对低温无机相变材料、低温有机相变材料中的一元、二元及多元相变材料和无机-有机相变材料进行了阐述和分析,针对不同储能材料存在的问题,提出了相应的策略,最后对低温相变储能材料的研究重点及应用领域作了展望。

信阳上天梯天然沸石结构特征及其吸附性能研究

上天梯地区发育的玻屑凝灰岩型沸石属斜发沸石.运用化学成分分析、多晶X-射线粉末衍射、热重．差热分析、扫描电子显微镜以及氮气吸附解吸分析等研究手段，较系统地研究了该矿床的矿物学特征上天梯天然沸石主要成分为SiO2（70.72％）和Al2O3（13.15％）．属高硅沸石；比表面积397m^2／g．有效孔径3．8～45A，600℃以下焙烧不破坏沸石的孔道结构，试验结果表明，酸处理改性的信阳天然沸石对水中甲基橙具有较好的去除效果。

膨胀珍珠岩/酚醛树脂轻质复合材料的制备及性能研究

以膨胀珍珠岩和热固性酚醛树脂为原料,盐酸磷酸混合酸为固化剂,制备膨胀珍珠岩/酚醛树脂轻质复合材料。运用单因素研究法探究了固化剂用量、加热成型温度、加热成型时间、主要原料的比例及酚醛树脂预热温度对轻质复合材料性能的影响。结果表明,固化剂用量为酚醛树脂质量的12%,固化温度为120℃,加热时间为2 h,酚醛树脂与膨胀珍珠岩的质量比为3.50时复合材料性能最优。其抗压强度为1.476 MPa,抗折强度为1.148 MPa,导热系数为0.048 W/(m·K),密度为320 kg/m3。

非金属矿制备轻质复合陶粒及其吸附性能

以膨胀珍珠岩收尘粉、沸石、膨润土和凝灰岩等非金属矿为主要原料,采用高温快烧的方法制备出一种轻质复合陶粒。采用扫描电子显微镜和全自动吸附仪研究了样品的形貌和比表面积。结果表明,陶粒烧成的最佳工艺条件为:焙烧温度850℃、焙烧时间10 min。以罗丹明B为模型污染物考察了陶粒样品的吸附性能,2 g样品对20 mL质量浓度为40 mg/L的罗丹明B溶液去除率达到93.1%。陶粒滤料15次重复使用后的去除率为87.7%。

十六醇/十六酸/十二酸三元复合相变体系研究

采用步冷曲线法测定了不同质量比的十六醇(H)/十六酸(PA)二元体系的相变温度,绘制了该体系的t-x相图;在其最低共熔点附近引入十二酸(LA)组成三元体系,同样测定了该三元体系在不同质量比下的相变温度,得到了其t-x相图.采用差示扫描量热仪(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对上述二元和三元体系中低共熔物的热性能和稳定性进行表征.结果表明:不同质量比的H-PA二元体系均能形成共熔物,H与PA的质量比分别为6∶4和7∶3时引入LA的三元体系能形成最低共熔物;H,PA,LA这三者的质量分数之比分别为30∶20∶50和35∶15∶50的三元体系,其相变焓和相变温度分别为179.63,177.87J/g及26.5,27.0℃,连续相变过程无分层现象,1 200次热循环后热稳定性好.

TiO_2/膨胀珍珠岩漂浮型光催化剂制备、表征及其活性研究

以钛酸丁酯为前驱体,膨胀珍珠岩(EP)为载体,采用载体内溶胶-凝胶法制备了可漂浮于水面的负载TiO2光催化剂。研究结果表明,TiO2负载量低于30%时,TiO2颗粒不大于0.5μm,并在载体表面均匀分布;550℃焙烧后,30%TiO2/EP催化剂表面存在锐钛矿相与金红石相混晶。对模拟污染物罗丹明B(RB)进行光催化降解实验,表明经550℃焙烧后的该催化剂光催化活性最佳,紫外光强为167μW/cm2光照4h后,0.15g催化剂可使30mL浓度为15mg/L的罗丹明B的去除率达95%。

凝灰岩制备轻质高强陶粒试验研究

以凝灰岩、膨润土和珍珠岩尾矿为主要原料,添加一定量的发泡剂、助熔剂制备轻质高强陶粒。研究了不同工艺条件对陶粒产品性能的影响。结果表明:凝灰岩用量为80%,SiC用量为1%,萤石粉用量为2%,原料球磨混匀时间为20 min,焙烧温度为1200℃,焙烧时间为10 min时所制备陶粒综合性能最好。此条件下制备的陶粒颗粒密度约为0.46 g/cm3,点强度为574 N,可直接用于建筑轻集料。该研究结果为综合开发利用非金属矿资源提供了一条新途径。

酸固化剂对酚醛树脂/玻化微珠复合材料性能的影响

以酚醛树脂和玻化微珠为主要原料,在特定条件下酸催化固化成型,制备酚醛树脂/玻化微珠轻质复合材料。通过单因素法研究了单酸与混酸固化剂对酚醛树脂/玻化微珠复合材料性能的影响。结果表明,使用盐酸和磷酸质量比为2∶1,且占酚醛树脂质量12%的混酸作固化剂时,复合材料性能最优,其抗压强度为1.287 MPa,密度为328 kg/m3。

十二酸/十六酸/十四酸三元复合相变体系研究

采用步冷曲线法测定了不同比例的十二酸(LA)/十六酸(PA)二元体系的相变温度,绘制了该体系的T-X相图。在其最低共熔点处引入十四酸(MA)组成三元体系,测定了该三元体系不同组成的相变温度,绘制其T-X相图。采用差式扫描量热仪(DSC)和红外光谱(FT-IR)对三元体系中最低共熔物的热性能和稳定性能进行表征。结果表明:LA/PA质量比为76∶24时形成最低共熔物,其最低共熔温度为31.7℃,相变焓为272.9J/g;LA/PA/MA三元体系在质量比为60.8∶19.2∶20时能形成低共熔物,其低共熔温度为26.9℃,相变焓为264.2J/g,连续相变过程无分层现象,300次热循环后热稳定性好。

制备方法对Ti_(0.8)Zr_(0.2)O_2/沸石结构及光催化性能的影响

以酸处理后的信阳上天梯天然斜发沸石作为载体,分别采用浸渍法和溶胶凝胶法制备Ti0.8Zr0.2O2/沸石光催化剂.采用X-射线衍射、红外光谱和扫描电镜分析样品的微观结构和形貌.结果表明,80℃下,4 mol/L盐酸处理10 h后沸石结构发生了显著变化,Al—O—Si骨架结构保持.扫描电镜证明钛锆氧化物在溶胶凝胶法制备的光催化剂上高度分散,以罗丹明B(RhB)为模型污染物考察了该样品的吸附与光催化效果.300 W紫外灯光照1.5 h后,0.2 g该催化剂可使20 mL浓度为80 mg/L RhB溶液的去除率达97.12%,重复使用8次后去除率为89.47%.

Ti-天然沸石的钛掺杂取代法制备、表征和光催化性能

以酸处理脱铝后信阳天然斜发沸石为载体,硫酸钛、钛酸正丁酯和四氯化钛为钛源,分别采用浸渍法和气相法制备出钛掺杂沸石光催化剂。采用X-射线衍射和傅立叶红外光谱分析了沸石酸处理及钛取代前后结构。结果表明,80℃下,4 mol/L盐酸处理10 h后沸石结构发生了显著变化,但仍保持Al-O-Si骨架结构。红外光谱结果证明Ti4+与沸石形成稳定的Ti-O-Si键。在以300 W紫外灯为光源进行罗丹明B脱色反应,考察了含钛沸石的光催化活性。初始浓度为80 mg/L,光照1.5 h后罗丹明B的去除率为98.18%。

超声辅助La-TiO_2/膨胀珍珠岩的吸附与光催化性能

以膨胀珍珠岩(expanded perlite,EP)为载体,以钛酸正丁酯和硝酸镧为前驱体,采用浸渍法制备出掺杂镧的漂浮型La-TiO2/EP光催化剂,采用X-射线粉末衍射研究了催化剂的形态结构。以正辛烷为模拟水面烃类污染物,通过超声波辅助对此催化剂的吸附与光催化性能进行了研究。结果表明:以20～40目的膨胀珍珠岩为载体制备的5%La-TiO2/EP,经500℃焙烧2 h后对辛烷的去除效果最好。超声波可促进辛烷在催化剂表面的吸附与迁移,超声辅助下辛烷去除率可提高11.08%。