利用陶瓷抛光废料制备MgO-SiO_2-Al_2O_3系多孔陶瓷过滤材料的研究

以建筑陶瓷抛光废料为主要原料,通过正交试验优化配方和工艺条件,制备了MgO-SiO2-Al2O3系多孔陶瓷过滤材料,探讨了工艺参数,特别是烧成温度和保温时间对其物理性能的影响。研究结果表明,在配方组成为抛光废料50%、煅烧氧化铝22%、烧滑石28%和工艺参数为球磨时间25min、成型压力70MPa、烧成温度1250℃、保温时间20min的工艺条件下,可获得以堇青石和少量刚玉为主晶相的MgO-SiO2-Al2O3系多孔陶瓷过滤材料,其气孔率、断裂模数、吸水率和体积密度分别为70.06%、6.85MPa、85.25%和0.72g/cm3。

一体化层状梯度修复体用于骨软骨组织工程的实验研究

[目的]探索胶原/壳聚糖/纳米β-磷酸三钙一体化层状梯度修复体在组织工程中用作骨软骨缺损修复的可行性。[方法]以Ⅰ型胶原、壳聚糖、纳米β-磷酸三钙(β-TCP)为基本原料,采用无毒交联并通过冷冻干燥法成型;扫描电镜观察,测定支架材料的孔径、孔隙率以及交通孔情况;分离扩增兔骨髓间充质干细胞(BMSC),将BMSC接种于材料上,扫描电镜观察细胞在材料上的黏附状态,MTT法测定细胞在材料上的生长曲线;以软骨诱导液体外诱导细胞-支架复合物向软骨分化,2周后植入自体股部肌袋,6周取材,HE、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化鉴定诱导分化效果。[结果]材料疏松多孔,孔径大于100μm,孔隙率大于95%。细胞在材料上黏附状态良好,并且增殖迅速。BMSC-材料复合体经体外三维诱导后可在自体异位向软骨分化。[结论]Ⅰ型胶原/壳聚糖/纳米TCP一体化层状梯度修复体具有良好的孔隙结构和生物相容性,有望成为一种新型的组织工程支架材料用于骨软骨缺损修复。

生物活性玻璃/胶原蛋白/磷酸丝氨酸复合支架材料的制备及其细胞相容性探讨

通过冷冻干燥方法制备出仿生型多孔结构的溶胶-凝胶生物活性玻璃(BG)/胶原蛋白(COL)/磷酸丝氨酸(PS)支架材料,并评价了小鼠胚胎成骨细胞系细胞在BG、BG-COL、BG-COL-PS支架材料上的生长、黏附、增殖情况。MTT法测结果显示,细胞在材料表面贴附、增殖良好,且细胞在BG-COL-PS支架材料生长增殖要明显好于BG-COL、BG支架材料。BG-COL-PS支架材料有可能成为一种新型的骨组织工程支架材料。

磷酸铋作为磷酸钙骨水泥的显影剂及其对材料性能的影响

以部分结晶磷酸钙-磷酸氢钙体系骨水泥为研究对象,探讨了添加磷酸铋作为显影剂对磷酸钙骨水泥的显影性能、凝结时间、流变性、可注射性能、抗压强度、相组成和显微结构的影响。结果表明:添加磷酸铋能显著增强磷酸钙骨水泥的显影性能,当添加磷酸铋达到9%以上时,骨水泥获得了明显的显影效果。添加磷酸铋使磷酸钙骨水泥粘度下降,可注射性显著提高,抗压强度增大,凝结时间延长。但磷酸铋加入量大于12%时会使材料强度下降,综合考虑,加入9%左右的磷酸铋较为合适。磷酸铋有望成为一种新的磷酸钙骨水泥显影剂。

层状结构磷酸钙骨水泥组织工程支架材料的制备与表征

采用可溶粒子造孔法结合冷等静压成型技术,模拟扁骨的结构,制备了一种新型层状结构的多孔磷酸钙骨水泥组织工程支架材料,并用XRD和SEM等手段对其组成和结构进行了表征,用万能材料试验机测定了支架的抗压强度。结果表明,材料由致密层和多孔层构成,具有与扁骨类似的结构。其中致密层起到了增强作用,可以显著提高支架的强度。支架多孔层的孔隙率(77.26±1.99)%,孔隙直径在100～400μm,决定于可溶盐晶粒的大小;致密层的孔隙率(20.78±0.56)%,主要是磷酸钙骨水泥固化过程中产生的微孔。

利用粉煤灰高温重构及稳定钢渣品质的研究

钢渣中掺加粉煤灰高温重构,用正交试验法设计实验方案,考察了掺加量、试验温度及冷却方式对胶凝材料强度的影响。结果表明,掺加粉煤灰可以稳定钢渣品质;f-CaO吸收完全;没有方镁石析出;钢渣的28d活性指数达84%。试验最佳参数为:粉煤灰掺量15%;温度1300℃;热闷处理。

微弧氧化法制备含La羟基磷灰石生物活性涂层

采用微弧氧化法在由0.2mol/L乙酸钙、0.02mol/Lβ-甘油磷酸钠及不同含量硝酸镧组成电解液中,于纯钛表面原位生成多孔含La羟基磷灰石生物涂层。用XRD、SEM、EDS、EPMA、细胞培养等方法对膜层的厚度、物相、成分组成、结合强度以及生物相容性进行了研究。结果表明,随电解液中La含量的增加,膜层的厚度减小,膜层中La含量增大,膜层结合强度提高;细胞培养结果表明,膜层有良好的生物相容性。

Cu掺杂二氧化钛纳米管阵列的研究

采用阳极氧化法在Ti表面构建出TiO2纳米管阵列,然后将材料完全浸没在硝酸铜溶液中制备出Cu掺杂TiO2纳米管阵列。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)技术对材料结构特征进行表征,结果表明,钛表面均匀分布TiO2纳米管状阵列,管径50～90nm,管长约250nm;Cu元素在TiO2纳米管中部分取代TiO2晶格中的Ti元素以Cu2+形式存在,形成Cu-O;同时,Cu的掺杂使TiO2纳米管阵列的激发波长扩展到可见光的范围内,有助于提高TiO2纳米管阵列对可见光的利用效率。

有机泡沫浸渍法制备多孔生物玻璃支架的研究

选用58S生物活性玻璃粉体为原料,利用预先处理过的聚氨酯泡沫作为模板,制备了一种孔隙率高,贯通性好,孔径可控的生物玻璃多孔支架.并通过排水法、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)等方法研究和表征了多孔支架的显气孔率、晶相组成、显微形貌和生物活性.结果表明,浸料一次所得支架的显气孔率为93%左右,浸料二次下降为80%左右;在SBF溶液中,随着时间的延长,材料表面最初形成的颗粒状钙磷化合物逐渐矿化生成叶片状碳酸羟基磷灰石(HCA)层,表明该材料恒温37℃时具有较好的生物矿化性能和生物活性.

水泥窑铅镉等重金属的污染及防治

利用原子吸收分光光度法、振荡溶出等方法,研究了水泥窑铅镉等重金属污染的防治。氟会促进Pb,Cd,Zn和Cu的逸放。无论何种水泥窑,Hg逸放率高达89%～96%。Pb,Cd,Zn和Cu在不同类型水泥窑中其逸放率有明显差别,立窑的逸放率较高,Pb和Cd为84%～90%,Zn和Cu为36%～47%;湿法回转窑次之;新型干法窑的逸放率最低。使用高效的除尘设备,不仅可减少粉尘的污染,还可减少Pb等重金属的逸放。把Pb等重金属含量较高的窑灰用作水泥混合材既可使Pb等重金属被固封于水泥混凝土中不会产生二次污染,又能减少因窑灰循环入窑而导致Pb等重金属的再次逸放。

混凝土中钢筋锈蚀的电化学无损检测技术

对比研究了几种混凝土中钢筋锈蚀的无损检测技术,包括半电池电位法、线性极化法、阳极极化曲线法。半电池电位法测试速度快,但所测结果受环境影响较大;线性极化测试准确,但很难将结果与钢筋的实际锈蚀情况相对应;阳极极化曲线能有效判断钢筋是否脱钝,通过阳极极化曲线定量判断钢筋腐蚀的速率将成为该领域未来研究的重点之一。

溶胶-凝胶生物活性玻璃/胶原复合多孔支架的力学性能研究

目的研究溶胶-凝胶生物活性玻璃/胶原组织工程支架的力学性能及降解性能,为胶原基复合支架的进一步应用,提供理论基础。方法以纳米溶胶-凝胶生物活性玻璃为添加相,利用冷冻干燥法制备了4种溶胶-凝胶生物活性玻璃/胶原基复合多孔组织工程支架。结果(1)溶液中胶原纤维的聚集状态,制备出具有直径约为400～600nm的粗胶原纤维束支架材料,这种粗胶原纤维束对改善胶原基组织工程支架的力学强度和减慢其降解速度具有重要作用,其中胶原与生物活性玻璃质量比为40∶60时,具有最高的抗压强度(1.5469±0.0995)MPa。(2)利用FTIR和Raman等技术综合分析研究了溶胶-凝胶生物活性玻璃对胶原蛋白的二级结构的影响,当复合材料中胶原含量小于20%时,胶原蛋白二级结构破坏严重。结论当胶原与生物活性玻璃质量比为40∶60时,所制备的复合支架具有最好的抗压性能和降解性能,为进一步应用提供了研究基础。

疏水改性对SiO_2气凝胶薄膜性能与结构的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜,并以不同体积分数的六甲基二硅胺烷(HMDZ)对SiO2气凝胶薄膜进行了疏水改性研究,采用椭偏仪、FITR、接触角测试仪、SEM和光谱仪等对薄膜的疏水性、微观结构及透光性进行了表征,研究了HMDZ疏水改性对SiO2气凝胶薄膜性能与结构的影响。结果表明,疏水改性后,SiO2胶粒表面的大部分亲水性-OH被疏水基团-CH3所取代,其与水的接触角达159°,疏水性好;SiO2气凝胶薄膜在可见光范围内透光率接近90%,透光性高;其孔隙率为78.8%,密度为0.464g/cm3,骨架颗粒尺寸小于40nm,具有纳米多孔网络结构特性。

多层软骨组织工程支架的制备

软骨组织工程为关节软骨损伤的治疗提供了一种理想的治疗途径,但体外构建的软骨如何在临床应用时采用适当的方法短期内在体内进行良好地固定仍然没有得到很好的解决,阻碍了采用组织工程方法治疗关节软骨疾病的临床应用。本研究通过冷冻干燥的方法制备出一个上层为胶原,下层逐层过渡到以羟基磷灰石为主的复合一体化软骨组织工程支架,利用复合支架下层羟基磷灰石良好的骨传导作用,将支架整体通过底部的快速固定达到对上层软骨进行固定的目的。本研究对该复合支架的制备及其形态结构特点进行了初步研究。结果表明胶原层的孔径孔隙率可以通过冷冻温度及胶原溶液浓度进行控制;羟基磷灰石粒度及其粒度分布明显影响其在胶原支架内部的分布;SEM照片表明用该方法制备出了三层具有不同羟基磷灰石含量的复合胶原羟基磷灰石软骨组织工程支架,支架总高度为6cm,每层高度约为2cm,三层之间不存在界面形成了一个均匀的整体结构。为软骨组织工程提供了一种新型的支架。

pH值及分散剂对沉淀法制备β-磷酸三钙粉体性能的影响

以(NH4)2HPO4和Ca(NO3)2.4H2O为基本原料,加入一定量的聚乙二醇作为分散剂,采用液相沉淀法制备磷酸钙盐前驱体,经过850℃高温煅烧制得结晶度较高的β-磷酸三钙(β-TCP)粉体。采用XRD、TEM和粒度分析等手段对粉体进行测试,分别研究了pH值、分散剂聚乙二醇(PEG)的分子量及加入量对产物物相组成、团聚程度的影响。结果表明,控制pH值为7～8,加入1.5%的PEG6000作为分散剂,可制得纯度高、结晶状态良好、分散性好的β-TCP粉体。

偏高岭土水热合成磷酸硅铝分子筛及其表征(英文)

以具有一定活性的偏高岭土兼作铝源与硅源、正磷酸作磷源、三乙胺和氢氟酸为复合模板剂,用水热方法合成了磷酸硅铝分子筛(SAPO–5)。利用X射线衍射分析、红外光谱分析、扫描电镜、Brunauer–Emmett–Teller分析等手段对产物进行了表征。研究了不同晶化时间对产物晶相组成的影响。在473K下,晶化时间为24h时,可得到结晶度较高的SAPO–5晶体,其形貌为尺寸大约200nm的柱状晶体,比表面积为205.9m2/g,平均孔径为9.72nm,孔容为0.73cm3/g,属于介孔材料。

用生活垃圾焚烧发电厂炉渣制备混凝土路面砖的研究

基于利用广州生活垃圾焚烧发电厂炉渣制备混凝土路面砖(码头用),探讨了不同活化剂对焚烧炉渣制造混凝土路面砖性能的影响,分析了焚烧炉渣制备混凝土路面砖的环境安全性。研究结果表明,当焚烧炉渣和活化剂的掺量分别为原料总量的34%和1.5%时,焚烧炉渣制备的混凝土路面砖,28d抗压强度达45MPa,其重金属溶出量符合GB3838-2002《地表水环境质量标准》v类水要求。

海水环境下混凝土耐久性研究

采用岩相分析、X射线衍射分析、化学分析和扫描电镜/能谱分析等方法,对珠江三角沿海地区某30年跨海大桥桥墩混凝土开裂的原因及其耐久性问题进行研究。研究结果表明,该海工混凝土含有碱活性细集料,在海水环境下发生了碱-集料反应;海水的镁盐也侵蚀了混凝土,在粗裂缝的表面生成了大量的氢氧化镁沉淀;碱-集料反应与海水镁盐侵蚀等复合作用导致混凝土开裂。这是我国首例海水环境下混凝土因细集料发生碱-集料反应,并受镁盐侵蚀而造成复合破坏的报道。海工混凝土需综合考虑海水环境的影响,在选用集料时,应检测其碱活性,避免使用具有碱活性的集料。具有碱活性的细集料对混凝土耐久性的影响需引起重视。

重构钢渣作为混凝土掺合料的研究

对韶钢转炉钢渣进行在线高温重构制备重构钢渣掺合料,研究了重构钢渣微粉单掺或与矿渣粉、粉煤灰复掺对混凝土力学性能、抗渗和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,在混凝土中单独掺入30%工业重构钢渣微粉可制备出C30和C50强度等级的混凝土;利用工业重构钢渣复合掺合料替代30%以上硅酸盐水泥时,可以稳定制备出抗渗性、抗氯离子渗透性能良好的C60强度等级混凝土。

正交试验法研究影响电化学除盐效率的因素

用正交试验法对影响电化学除盐效率的主次因素进行研究,结果表明,电流密度的影响最大,其次是电解质溶液及水灰比,而初始氯离子掺量的影响最小。用压汞法测定孔隙率,发现经过电化学除盐后,钢筋附近混凝土中小于30nm的孔的数量增加,而远离钢筋的混凝土样孔隙率减小。本试验最优电化学除盐组合是电流密度为3A/m2,采用0.001mol/L Li2B4O7的饱和Ca(OH)2电解液。