生物质缓释土壤保水增肥剂对宁夏盐池县土壤及其作物的影响

为探讨生物质缓释土壤保水增肥剂对农田土壤水温环境、土壤养分吸收和作物产量的影响,在宁夏回族自治区吴忠市盐池县以玉米、马铃薯、燕麦等为供试作物,生物质缓释土壤保水增肥剂为供试材料,采用田间试验,设置生物质缓释土壤保水增肥剂不同梯度的施用量,测定土壤含水量、酸碱度、电导率、容重和土壤养分等,研究其对试验地区土壤理化性质、土壤养分以及不同作物产量的影响。结果表明:在施用量不同的情况下,所种植的作物总体上产量都有所增加。苏丹草和燕麦草增产率最高,分别达到36.26%和24.35%。荞麦在生物质缓释土壤保水增肥剂施用量为120kg/hm^(2)时产量增产率达到23.19%,而马铃薯在生物质缓释土壤保水增肥剂施用量为120kg/hm^(2)时产量增产率最高,达到了77.78%,增产效果显著。但玉米产量变化趋势有所不同,在生物质缓释土壤保水增肥剂施用量为60kg/hm^(2)时产量反而有所下降,当施用量增加至120kg/hm^(2)时产量有所上升,但增产率只有0.69%,主要是由于地块所处位置、地势以及土壤组分存在一定程度的差异性,导致生物质缓释土壤保水增肥剂施用量对玉米产量影响不大。

湿法磁选对粉煤灰中铁和重金属元素的分布影响研究

对煤粉锅炉粉煤灰(FA1灰)和循环流化床锅炉粉煤灰(FA2灰)采用湿法磁选的工艺达到降低其重金属含量的目的。利用扫描电子显微镜、激光粒度仪和X射线衍射仪表征两种粉煤灰在不同磁感应强度和不同磁选溶液浓度条件下磁选前后高磁性和弱磁性部分的形貌、粒度分布和物相分析,同时测定其铁元素和5种重金属元素(Hg、Pb、As、Cr、Cd)的含量变化,发现磁选后两种粉煤灰铁回收率随着磁感应强度增强而逐渐增加,高磁性组中重金属元素含量与弱磁性组有明显差异。结果表明:在磁感应强度为8000 Gs和磁选溶液浓度为20%(质量分数)时,FA1的铁回收率为71.2%,FA2的铁回收率为47.0%。此时FA1磁选后Pb含量差值为0.2 mg/kg、Cr含量差值为9.2 mg/kg、As含量差值为1.1 mg/kg;FA2磁选后Pb含量差值为18.1 mg/kg、Cr含量差值为25.0 mg/kg、As含量差值为9.1 mg/kg。

原料配比对工业固废多孔陶瓷性能和形貌的影响

为最大限度地利用工业固废,以镁渣、粉煤灰、电石渣等固废为原料,经高温烧结制备多孔陶瓷材料,研究了三种固废原料的配比对多孔陶瓷烧失率,气孔率,吸水率,体积密度,抗压强度,微观形貌以及物相的影响。实验结果表明:烧结温度1150℃,保温时间为4 h,镁渣、粉煤、电石渣配比为70∶25∶5时,所制备的多孔陶瓷具有最大抗压强度,98 MPa;配比为60∶15∶25时,多孔陶瓷具有最大气孔率,57%;配比为60∶30∶10时,多孔陶瓷骨架完整,微孔分布均匀。多孔陶瓷的物相主要以CaO和SiO_2高温反应的产物偏硅酸钙,硅酸二钙或硅酸钙镁为主,含有少量铝硅酸盐和铁酸盐。

水下超疏油不锈钢网的制备及其油水分离性能研究

目的利用简便工艺,得到具有抗菌和可循环性的油水混合物高效分离用水下超疏油不锈钢网(SSM)材料。方法将酸洗预处理后的不锈钢网依次浸入羧甲基纤维素、海泡石分散液和壳聚糖季铵盐溶液中改性处理,得到可高效分离油水混合物的水下超疏油不锈钢网。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等设备对改性后不锈钢网的微观形貌结构、润湿性、稳定性、抑菌性以及油水分离效果进行了测试分析。结果改性后不锈钢网表面被成功地构筑了一层具有微/纳米级结构的绿色亲水涂层,在空气中水接触角可达到0°,水下对不同油的接触角都可达到150°以上(在经酸、碱、盐溶液腐蚀浸泡8 h及物理刮擦20次后依然如此);对于不同种类的油水混合物分离效率都可达到98%以上,经过20次循环分离及酸碱盐溶液腐蚀浸泡8 h后分离效率仍大于97%,且对于金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌效果。结论通过浸涂与液相沉积方法简便环保地在不锈钢网表面构筑了具有抗菌性的水下超疏油涂层,对于多种油水混合物都表现出优异的分离性能,本研究为超亲水-水下超疏油分离材料低成本绿色简便制备提供了新的思路。

THEIC与DOTP复配改性粉煤灰/聚氯乙烯电缆用复合材料的制备和性能研究

聚氯乙烯(PVC)树脂具有硬而脆的性质,添加粉煤灰(FA)增加PVC复合材料的硬度,劣化加工塑性,从而限制PVC/FA复合材料的使用范围。文章复配使用环保型增塑剂对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和三(2-羟乙基)异氰尿酸(THEIC)对PVC/FA复合材料进行增塑以改善其力学性能,考察了DOTP和THEIC复配比例对PVC/FA电缆用复合材料的热稳定性、力学性能和电学性能的影响。结果表明:DOTP和THEIC复配使用可以提高PVC/FA电缆复合材料的热稳定性和力学性能。同时加入29份DOTP和1份THEIC时,PVC/FA2复合材料的断裂伸长率为107.98%,与未添加增塑剂的复合材料相比,断裂伸长率提升了105.31%,第一阶段和第二阶段热分解温度分别提升了11.1℃和6.0℃,复合材料的加工性能得到显著提升。

有序PEO/PHB核壳超细纤维的制备及性能

以聚氧乙烯(PEO)/氯仿溶剂为核层纺丝液,聚β-羟基丁酸酯(PHB)/氯仿溶剂为壳层纺丝液,通过同轴静电纺丝技术和高速旋转接收辊制备了有序排列的PEO/PHB核壳超细纤维。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和动态热机械分析仪(DMA)对制备的PEO/PHB核壳超细纤维膜的表面形貌、核壳结构、热性能、结晶性能和力学性能进行表征。结果表明:实验制备的PEO/PHB纤维具有显著的核壳结构,纤维排列有序,纤维平均直径为0.57~1.27μm;PEO/PHB核壳超细纤维晶体结构中含有组分PHB的α型晶体和组分PEO的单斜晶体;增加纺丝电压,纤维直径减小,结晶度先增大后减小;增加推注速度,纤维直径增大,结晶度先增大后减小;增加收集距离,纤维直径先减小后增大,结晶度先增加后减小。改变单一纺丝条件,在纺丝电压18 kV或推注速度0.07 mm/min或收集距离8 cm的条件下所制备的纤维膜均具有较高的力学性能;与纯PHB纤维和纯PEO纤维比较,有序排列PEO/PHB核壳超细纤维中各组分热学稳定性均有所提高。

声化学法制备巯基壳聚糖/黄芪油微胶囊

中药由于其疗效好、毒副作用小的特点,受到研究者的广泛关注。但其中一些有效成分提取物稳定性较差,易受外界干扰而失去效用。微胶囊作为一种新型的药物输送载体,可使药物受到壁材保护,充分发挥其功效,提高生物利用度。微胶囊技术经过几十年的发展,合成方法多种多样,但尚需解决其制备过程复杂、有害物质引入等难题。声化学法相较于其他方法具有绿色、简便、高效的优点,近年来成为研究热点。本工作以壳聚糖为原料、2-亚氨基硫烷盐酸盐为巯基化试剂,制备了巯基化壳聚糖(TC),再以TC为壁材,宁夏道地中药提取物黄芪油(AM)为芯材,通过声化学法制备了TC/AM中药微胶囊。考察了巯基含量、pH环境对中药微胶囊合成反应的影响。通过能谱仪(EDS)、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、动态光散射仪(DLS)等表征手段确定了巯基化程度的最佳质量比与pH值(壳聚糖与2-亚氨基硫烷盐酸盐(Traut试剂)的质量比为5∶1,pH为6.0)。DLS结果表明,最佳条件下制备的TC/AM中药微胶囊的粒径为962.4 nm。

具有螺旋结构的PEO/PHB核壳超细纤维的制备及表征

以三氯甲烷为溶剂,聚β-羟基丁酸酯(PHB)为壳层纺丝液,聚氧乙烯(PEO)为核层纺丝液,采用同轴静电纺丝法制备了具有螺旋结构的PEO/PHB核壳超细纤维,并通过透射电镜(TEM)、全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)对纤维形貌、组成和热性能进行了表征。结果表明:调控纺丝工艺条件,可制备出光滑无孔、螺旋无孔、螺旋多孔的PEO/PHB核壳超细纤维;当纺丝温度为35℃、电压为14 kV、推注速度为0.03 mm/min、接收距离为12 cm、滚筒转速为50 r/min时,可获得直径分布均匀的多孔螺旋结构的PEO/PHB核壳超细纤维;多孔螺旋结构的PEO/PHB核壳超细纤维中PHB组分的起始分解温度和终止分解温度较纯PHB纤维有所提高,热分解速率变化不明显,而PEO组分的起始分解温度较纯PEO纤维有所提高,热分解速率降低,终止分解温度变化不明显。

宁夏碳化硅产业发展现状与对策

碳化硅陶瓷材料因具有多种优异性能已成为应用非常广泛的新材料。宁夏基于自身丰富优质的太西煤资源,在中国乃至全球碳化硅产业中都占据重要的地位。根据文献调研与实地走访,研究了宁夏碳化硅产业近几十年的发展历程,梳理出产量大但产值低、份额高但分量轻、企业群庞大但市场话语权不足的独特现状。基于此现状及碳化硅材料发展趋势,建议宁夏碳化硅产业在政策扶持下建立并增强高校、企业、市场间产—学—研—用的创新合作模式,在已有优势基础上瞄准高技术陶瓷产品和半导体电子信息材料领域,加快产业的高质量发展。

TiNbTaZrAl高熵合金黏结剂对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

采用机械合金化制备了TiNbTaZrAl难熔高熵合金,加入采用放电等离子法制备的Ti(C,N)基金属陶瓷。借助物相分析和形貌表征优化了温度和压力的制备工艺参数。通过XRD、SEM/EDS、TEM、维氏硬度计等对陶瓷进行表征,研究了不同高熵合金加入量对陶瓷的物相、微观组织及力学性能的影响。。结果表明:相比Co黏结剂,TiNbTaZrAl高熵合金的加入可以促进碳化物的固溶和Ti(C,N)晶粒的细化。高熵合金加入量为7.5%(质量分数)时,陶瓷力学性能最优。在优选温度1600℃和压力30 MPa的工艺参数下,采用高熵合金黏结剂的Ti(C,N)基金属陶瓷的维氏硬度和断裂韧性,分别达到(1960.4±40)MPa和(10.01±0.25)MPa∙m^(1/2),相比采用Co黏结剂的金属陶瓷分别提升了11.68%和9.28%。

过滤用粉煤灰多孔陶瓷的制备及其渗透性能

以粉煤灰为主要原料,分别添加不同种类(碳粉、木质纤维、电石渣)和不同数量(碳粉添加质量分数为5%~50%,木质纤维添加质量分数为5%~30%,电石渣添加质量分数为0~50%)的造孔剂,以100 MPa压力成型后,在1100℃保温2 h烧结制成多孔陶瓷。结果表明:1)碳粉添加量增多,多孔陶瓷的显气孔率、平均孔径、气体渗透率和氮气通量增大,容重减小。2)电石渣添加量增多,多孔陶瓷的显气孔率、气体渗透率和氮气通量增大,容重减小,平均孔径变化很小。3)木质纤维添加量从5%(w)增加至15%(w)时,试样的显气孔率和平均孔径增大,容重减小;继续增加至30%(w)时,试样的显气孔率和容重基本上没有发生变化,平均孔径逐渐减小,气体渗透率和氮气通量的变化无明显规律。4)以碳粉为造孔剂的多孔陶瓷的物相为石英、钙长石和硅酸钙相。以电石渣为造孔剂的多孔陶瓷的物相包含石英、钙长石、钙铝黄长石和硅酸钙。以碳粉和电石渣为造孔剂,可通过改变造孔剂添加量线性地调控多孔陶瓷的性能参数和孔参数。

电解锰渣制备微晶玻璃正交实验研究

将煅烧后的电解锰渣作为单一的实验原料,采用烧结法,制备微晶玻璃,通过正交实验对锰渣微晶玻璃的热处理方案及性能进行探讨。实验通过DSC、XRD、SEM等方法对样品的性能进行表征,并测试了样品的体积密度、抗弯强度等性能。结果显示:不同的热处理条件下的锰渣微晶玻璃的主晶相均为透辉石(含铁),次晶相为普通辉石相。在800℃/0.5 h+980℃/1 h的热处理条件下得到的锰渣微晶玻璃的综合性能最优,其抗弯强度为106.82 MPa;体积密度为2.68 g/cm^3;维氏硬度为4.43 GPa;耐酸度为0.71%;耐碱度为0.07%。此外,锰渣微晶玻璃用作建筑材料,有非常大的应用潜力。

介孔W_(18)O_(49)的制备及其吸附性能研究

采用一锅混合溶剂热法合成了具有中空海胆状结构的高吸附性介孔W_(18)O_(49)纳米粉体。通过XRD、SEM、HRTEM、UV-vis DRS、氮气吸附-脱附测试以及吸附实验,研究了所制备材料的晶体结构、微观形貌、比表面积及孔径大小对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(Rh B)、甲基橙(MO)吸附性能的影响。对不同浓度梯度和添加不同质量吸附剂的亚甲基蓝溶液的吸附效果和最大吸附容量进行了研究。结果表明,W_(18)O_(49)为单斜相结构,沿着(010)晶面择优生长;微观形貌为中空球体外围由纳米棒束自组装形成的海胆状结构,外部的纳米棒束上形成了无序的介孔结构;孔径分布集中在2~25 nm,平均孔直径为6.74 nm,最可几孔直径仅为1.79 nm,BET比表面积为73 m^(2)/g;对水中亚甲基蓝的吸附选择性最好,30 mg/L的亚甲基蓝溶液在8 h时去除率为99.3%,最大吸附容量达到了121.58 mg/g。

分光光度法测定高纯氧化铝中痕量硅方法改进

采用硅钼蓝法测定氧化铝中硅的含量,用硫酸(1+5.5)作为溶剂溶解氧化铝粉末,显色剂采用钼酸铵与硅络合,再用L-抗坏血酸还原,并加入2.0 ml柠檬酸,在波长815 nm处用3 cm比色皿测定硅的含量。在50 ml体系中,Si含量在低于20μg时与吸光度呈良好的线性关系,r^2=0.99696,用该法成功检测了氧化铝中痕量硅元素的含量,检测范围为0.64~15μg/g,标准偏差小于8%,标准回收率在93%~105%之间。该方法用于检测高纯三氧化二铝粉末,成本低廉,精密度高,其推广使用对蓝宝石生产具有重要意义。

金属铍热等静压时的动态回复和再结晶行为及其对延性的影响

利用EBSD系统分析热等静压铍晶界分布特征,同时制备无压烧结铍与之对比。发现热等静压铍部分晶粒内部含有十分密集的小晶粒和2°~5°小角晶界,小晶粒尺寸多在几百纳米范围。相反,无压烧结铍晶粒内部不含小晶粒且小角晶界十分稀少,这表明高层错金属铍热等静压时发生了动态回复和再结晶。金属铍热等静压时的动态再结晶行为十分独特,再结晶晶粒在晶内同时大量密集形成,却与基体呈特定取向关系,分别为29°<2110>/<0001>、59°<2110>、74°<2110>、78°<2311>/<1010>及88°<2110>/<1010>。这些取向按性质可分为两类,一类为铍的低Σ值重位点阵(CSL)晶界,一类取向轴为铍的滑移方向,其中59°<2110>和74°<2110>取向两者皆是。热等静压时铍粉末烧结体高效地回复和再结晶,获得优化的位错结构,是热等静压铍取得高延性的先决条件。提高热等静压温度,能够有效促进铍粉末烧结体的动态回复和再结晶,是提高热等静压延性的有效手段。

亲疏水性可控纤维素基相变纤维的制备与性能研究

以棉花为支撑材料,丙烯酰氯(AC)作为中间体,在异相条件下制备纤维素基丙烯酸酯(CA);后利用过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,通过自由基聚合法接枝疏水性丙烯酸十八酯(A18)、亲水性聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)及其共聚物,制备具有亲疏水性可控的纤维素基固-固相变纤维(solid-solid phase change fibers, SSPCFs)。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)对SSPCFs的结构和热性能进行了表征;通过形态稳定性测试研究接枝共聚物在不同温度下的形态;最后对相变纤维进行水接触角测试研究其亲疏水可控性。结果表明:成功将A18和OEGMA接枝到纤维素表面,制备出具有一定储能特性的固-固相变材料;五种CA-g-P(A18-co-OEGMA)共聚物的耐热温度初始分解温度最低为348℃,最高为368℃,均比CA的初始分解温度高,增加了纤维素基产物的热稳定性;通过水接触角测试表面,随着OEGMA含量的增加,接枝共聚物的水接触角逐渐减小,呈现出逐渐亲水的状态。以上结果说明CA-g-P(A18-co-OEGMA)共聚物亲疏水性的可控性;同时其接枝共聚物的熔融潜热逐渐降低;相变纤维在70℃高温下仍能保持良好的形态稳定性,表明形态稳定性纤维素基SSPCFs的成功制备。

Ta-Ti-Al-W合金1000℃氧化行为研究

研究了一种Ta-Ti-Al-W合金在1000℃下的氧化行为。利用真空悬浮熔炼法制备Ta-25Ti-18Al-6.5W合金,用XRD、SEM和EDS等方法对合金氧化前和氧化后物相组成和微观形貌进行分析。结果表明,合金在氧化初期符合抛物线规律,随着氧化时间的延长,氧化动力学趋于直线规律。在氧化过程中,Ta优先氧化,但Ti和Al的扩散速率较大,在表面形成了富集。在氧化初期,合金的氧化由合金元素的外扩散所控制,氧化产物为含有Ta_(2)O_(5)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、WO3的固溶体(Ta_(2)O_(5)ss)和TiO_(2)。在氧化后期,合金中出现氧的内扩散,氧化层出现TiO_(2),Al_(2)O_(3)富集的最外层,Ta_(2)O_(5)ss的氧化内层,还有氧含量较少的过渡层,从而控制合金的氧化。

金属铍静态再结晶行为

通过热压缩和真空退火实验研究了金属铍低温形变(应变温度350℃,应变速率10^(-3)s^(-1),应变量30%)后在680~880℃温度区间退火组织演变规律。结果表明:金属铍具有独特的静态再结晶行为,再结晶晶粒首先在{10_12}<10_1_1>拉伸孪晶界处形核,机理为应变诱导的孪晶界弓出形核。晶界“弓出”形核落后于孪晶界“弓出”形核的原因是BeO杂质对原始晶粒晶界钉扎,阻碍了其界面的迁移。孪晶界和原始晶粒晶界“弓出”形核是金属铍主要的形核方式,晶内直接形核和杂质处形核是其次要的形核方式。低温形变铍在680~880℃内退火均能够获得晶粒细化的完全再结晶组织,且没有再结晶织构形成。金属铍的再结晶晶粒不易长大,原因也是由于BeO杂质对晶界迁移的钉扎作用。在680,730,780,830和880℃退火,完成再结晶时间分别大约为2160,180,20,5和4 min。金属铍350℃下压缩发生{0001}基面滑移和{10_12}类孪晶变形,形变机理与室温相同,没有随温度升高而发生改变,仍保持金属铍特有的反常变形行为。

热等静压时BeO杂质形态和分布的演化过程

利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)系统分析热等静压金属铍中BeO杂质形态和分布,研究热等静压时BeO杂质的演化过程。并通过研究BeO杂质在真空退火过程中的运动行为,确定致密化后的铍粉末烧结体热等静压时的BeO杂质迁移和长大过程。结果表明:热等静压时,铍粉末烧结体中BeO杂质最初保持铍粉表面BeO薄膜形态,随后BeO薄膜破碎,团聚成粒子,粒子尺寸在50~100 nm。由于冲击铍粉为单晶结构,破碎团聚后的BeO粒子主要弥散分布于晶界,但铍粉末烧结体致密化前铍的蒸发凝聚过程和扩散过程导致一些BeO粒子位于晶内。致密化后,继续热等静压,铍粉末烧结体晶内的BeO杂质将向晶界迁移,晶界的BeO杂质将向三晶界迁移,形成三晶界大的BeO杂质颗粒并伴有孔洞。伴随着迁移过程,BeO粒子逐渐聚集长大,三晶界处的BeO粒子尺寸通常>300 nm。因此,热等静压金属铍中BeO杂质沿晶界呈薄膜状分布是热等静压不足的表现,三晶界处出现大的BeO杂质颗粒并伴有孔洞是过热等静压的反应,晶内BeO杂质减少则标志着铍粉末烧结体进入过等静压阶段。热等静压时,当铍粉末烧结体发生晶粒长大,晶界将拖曳着BeO杂质一起运动。