SiO_2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

La和Fe共掺杂TiO_2/活性碳复合材料光催化降解甲醛反应动力学研究

甲醛是一种来源广泛的致癌和畸变污染物,研究能够降解甲醛的材料已成为各国关注的焦点。光催化技术能够利用太阳能、无二次污染地降解甲醛,具有巨大的发展潜力。然而,光催化降解的反应动力学还不能量化影响因素,因此研究光催化反应动力学十分必要。从0.5%La、0.5%Fe共掺杂TiO_2/活性炭复合材料降解甲醛过程出发,重点研究了甲醛初始浓度、通氧量及光照强度等因素对甲醛降解率的影响,得到了各因素对反应动力学参数的影响,进而以此得到了复合材料降解甲醛的反应动力学方程。

碳纤维复合吸波涂层材料的性能影响研究

以水性聚氨酯为基,碳纤维为填料,制备了碳纤维复合吸波涂层材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和矢量网络分析仪对碳纤维复合吸波涂层材料的结构与性能进行了测试和表征。实验结果表明:碳纤维复合吸波涂层材料为碳纤维和水性聚氨酯的物理结合,随着碳纤维含量的增加和厚度的增大,碳纤维复合吸波涂层材料的反射率峰值均向低频移动,当碳纤维含量为0.8%,涂层厚度为1.2 mm时,碳纤维复合吸波涂层的反射率峰值达到-6.01 dB,小于-5 dB的带宽为4.2 GHz,涂层面密度为1.02kg/m^2。

镁合金表面改性技术现状研究

镁在自然界中含量丰富,在地壳金属元素中储量排名第三位,是最轻的金属结构材料之一。镁合金的密度为1.74 g/cm^3,比强度高达134,兼具韧性好、减震性强、热容量低、压铸性能好以及切削加工性能优良等优点,在军工、航天航空以及汽车等领域上有广泛应用。由于镁的电负性极强,稳定性不好,易被腐蚀,因而需要对镁合金表面进行处理才能适应实际应用的要求。镁合金表面改性是改善镁及其合金耐蚀性、提高使用寿命、扩大应用领域的重要技术手段之一。综述了镁合金表面改性技术的研究现状,介绍了化学转化处理(化学氧化处理)、电镀和化学镀、阳极氧化和微弧氧化、激光表面处理、热喷涂以及有机涂层等方法的原理、优点以及存在的问题,并简要介绍气相沉积、离子注入、达克罗涂层等表面改性技术,最后分析了镁合金表面改性的发展趋势,认为镁合金表面改性技术应朝着低污染、低成本、高效率、多技术复合的方向发展。

石蜡微胶囊外墙保温砂浆的施工及保温隔热性能

采用分层施工方法,将石蜡微胶囊外墙保温砂浆和普通砂浆分别施工于两房间外墙表面;定期观察施工墙面有无开裂和空鼓;在夏季和冬季,分别用多通道温度传感器测试两房间外墙内、外表面温度和室内温度,对比两房间各相同部位的温度及变化,评价两种砂浆的保温隔热效果。结果显示,施工墙面无开裂和空鼓;夏季,抹石蜡微胶囊外墙保温砂浆房间各测试部位温度明显低于抹普通砂浆房间相应部位温度,而且其温度波动平缓、幅度较小;冬季,两房间各相同部位温度差异不明显。以上结果表明,石蜡微胶囊外墙保温砂浆的保温隔热性能优于普通砂浆,其夏季保温隔热效果优于冬季。

水性丙烯酸涂料的改性及其功能化应用研究进展

介绍了水性丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、有机硅、有机氟以及纳米粒子的优缺点,简述了环氧树脂改性水性丙烯酸、聚氨酯改性水性丙烯酸、有机硅改性水性丙烯酸、有机氟改性水性丙烯酸以及纳米粒子改性水性丙烯酸等的研究进展,指出了目前水性丙烯酸改性研究存在的问题和研究方向。水性丙烯酸树脂通过上述的改性手段可获得优异的综合性能,从而大大提高水性丙烯酸涂料的使用性能,扩大了水性丙烯酸涂料的应用范围。对水性丙烯酸涂料体系功能化应用进行了分类介绍,重点对水性丙烯酸在防水涂料、防火涂料、防腐涂料、海洋防污涂料以及隔热保温涂料上的功能化应用进行介绍,指出水性丙烯酸涂料在功能化应用研究上的重、难点。最后提出了水性丙烯酸涂料将向着高性能、多功能的方向发展。

低熔点石蜡微胶囊保温砂浆的热性能

以低熔点石蜡微胶囊为相变材料,制备石蜡微胶囊保温砂浆。测试了保温砂浆的热焓、相变温度、导热系数和相变蓄热性能。结果表明:石蜡微胶囊保温砂浆具有良好的蓄热、调温功能和较长的热循环寿命,砂浆体系的相变温度为33℃,相变潜热13.42J/g;随着偶联剂和粘结剂掺量的增加,保温砂浆的导热系数呈下降趋势;随着石蜡微胶囊掺量增加,保温砂浆的导热系数先减后增;与空白试件相比较,相变蓄热砂浆的升降温速率明显要滞后,呈现出较好的蓄热、调温性能。

KH550改性SiO_2气凝胶及其掺杂对砂浆性能的研究

目的提高SiO_2气凝胶颗粒与砂浆的相容性,降低砂浆的导热系数。方法以质量分数为5%的KH550硅烷偶联剂为改性剂,先对SiO_2气凝胶颗粒进行表面改性,并以改性后的SiO_2气凝胶颗粒为替换骨料,采用等体积替换法制备SiO_2气凝胶砂浆,再用SEM、XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和接触角测量仪对原材料性能和砂浆的微观形貌进行表征,并研究不同替换比例的SiO_2气凝胶颗粒对砂浆密度、力学性能、收缩性能以及导热系数等性能的影响。结果采用KH-550硅烷偶联剂对SiO_2气凝胶进行表面改性,改性后的SiO_2气凝胶能够稳定地镶嵌于砂浆中,与无机胶凝材料的结合较为紧密,填补了砂浆中的孔洞,使得砂浆内部结构更为均匀,形成较为稳定的复合体系;随着SiO_2气凝胶颗粒替换比例的增大,SiO_2气凝胶砂浆的密度、力学性能以及导热系数逐渐降低,收缩率逐渐变大,当替换率达到60%时,密度由最初的2014.1 kg/m3降至1231.4 kg/m3,28天抗压和抗折强度分别降至2.15 MPa和0.45 MPa、导热系数值从0.6039 W/(m·K)降至0.1524W/(m·K),自收缩率增大到2729×10-6。结论从使用性能、材料成本、以及保温性能等方面综合考虑,当替换比例为50%时,为最优体积掺量,此时,其密度、抗压和抗折强度、自收缩率以及导热系数分别为1387.1kg/m3,8.3 MPa和2.23 MPa,1928×10-6,0.2248 W/(m·K)。

SiO_2气凝胶的制备方法及其应用研究进展

针对SiO2气凝胶制备过程复杂和推广应用难等问题,就其制备过程中在溶胶-凝胶、老化和干燥等阶段受不同因素影响的研究现状进行了详细叙述,并对SiO2气凝胶材料在航空航天、建筑、医学以及催化剂等领域的应用研究情况进行归纳总结。在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶的制备及其应用的发展趋势。

8～14μm波段水性红外隐身涂料研究

从基体树脂、填料和涂层综合性能三方面对8—14μm波段水性红外隐身涂料进行了研究。用红外发射率测量仪测量了涂层在8～14μm波段的红外发射率，用红外光谱仪测量了树脂红外吸收图谱，用扫描电镜观察了涂层表面形貌。结果表明，丙烯酸树脂在8—14μm波段有较高的红外透明性，适合做涂料基体树脂；铝银浆能在涂层中形成致密的反射层，适合做红外隐身涂料的填料；填料的粒径、含量和形态都对涂层的发射率有较大的影响；选用钢板为基材，以丙烯酸树脂为基体树脂，粒径2000目、浮铝百分比为50％的铝银浆为填料，当涂层中填料含量为15％时，测得其发射率为0．34。

SiO_2气凝胶砂浆性能的优化研究

目的研究Si O_2气凝胶颗粒体积替换比在30%前提下砂浆性能的优化,提高其保温性能和环境适应性。方法采用正交实验的方法,通过向砂浆中添加纤维、引气剂和胶粉来改善砂浆的保温性能,并对比研究各掺杂比例对砂浆密度、力学性能、吸水率,尤其是对砂浆导热系数的影响。结果当纤维、引气剂和胶粉的掺量(质量分数)分别为0.2%,0.05%和1%时,导热系数达到最低,λ=0.3177 W/(m·K),此时,砂浆的密度为1751.6 kg/m3,抗压强度和抗折强度分别为13.4 MPa和8.02MPa,吸水率为7.19%,导热系数为0.3177 W/(m·K)。结论通过添加纤维、引气剂和胶粉,砂浆的性能得到一定程度的改善,其密度在较小的范围内变化,抗折强度提高较大,导热系数在一定范围内降低。

LS-SVM算法在近红外光谱煤质分析中的应用

针对目前电力行业煤质分析的需求,提出了基于Hadamard近红外光谱的煤质分析技术,对Hadamard近红外光谱仪研制、控制分析软件设计、煤炭光谱信号采集、指标特征信息提取、定量模型建立五个环节综合考虑,研发了Hadamard近红外煤质分析系统.研究中,对41个不同质量指标的标准煤样进行了定量分析预测,考察了在相同粒径的条件下Hadamard近红外光谱对煤炭指标的预测能力,提出了基于ICA+LS-SVM算法的的煤炭指标预测方法,光谱数据与煤炭指标具有很好的相关性,相关系数普遍在0.9以上,取得了较好预测效果.

低熔点石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆性能的影响

以低熔点石蜡微胶囊为相变储能材料,配以水泥、砂和外加剂制成低熔点石蜡微胶囊相变蓄热砂浆。研究了低熔点石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆施工性能、力学性能以及热工性能的影响,并进行了模拟上墙试验。结果表明,石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆的性能有着重要的影响,当其掺量在6.5%～10%时,其施工性能、力学性能和热工性能达到最佳;掺量为8%时,相变蓄热砂浆上墙无开裂,适宜于工程应用。

Zein导向合成Silicalite-1担载膜及醇/水分离性能评价

以多孔α-Al_2O_3为基材,表面旋涂天然高分子蛋白Zein膜作为结构导向剂,于160℃水热条件下合成致密的Silicalite-1担载膜,并研究考察了Zein膜涂覆次数对Silicalite-1担载膜厚度、气体渗透通量、渗透蒸发工艺中乙醇提浓性能等的影响。实验结果表明:预涂Zein膜导向Silicalite-1晶体在多孔α-Al_2O_3载体上均匀生成,实现了单次水热即可制备结构致密的Silicalite-1分离膜层;Zein膜在水热合成过程中缓慢溶解于碱性合成液中,导向Silicalite-1膜层均匀生长的同时并未改变Silicalite-1晶体结构。25℃下对3%(质量分数)乙醇/水溶液的渗透蒸发实验表明:涂覆8次Zein后导向合成的Silicalite-1分离膜总的渗透通量和乙醇分离因子分别为2.75kg·m^(-2)·h^(-1)和28.27,且随Zein涂覆次数的增加有增大的趋势。

SiO_2气凝胶绝热涂层隔热与耐高温性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在绝热涂层中的应用,利用SiO_2气凝胶的低导热系数、低密度、高孔隙率及低折射率等优异性质,提高涂层隔热性能和耐高温性能。方法通过筛选不同类型的水性树脂和功能填料,选择吸热较少的树脂和隔热性能优异的填料作为绝热涂层的原材料。采用自制隔热装置以及导热系数测量仪,对添加不同质量分数SiO_2气凝胶的绝热涂层的隔热性能进行研究,并采用XRD、FT-IR等多种分析手段,研究涂层加热到200、300、400℃时的物相结构和基团变化。结果水性丙烯酸树脂含吸热基团较少,在相同光照条件下,平衡温度分别比聚氨酯树脂和环氧树脂低0.8℃和1.8℃,适宜作SiO_2气凝胶绝热涂层的成膜物质。涂层隔热性能随SiO_2气凝胶质量分数的增加呈先增强后减弱的趋势,当SiO_2气凝胶质量分数为5%时,涂层的隔热性能最佳,同未添加SiO_2气凝胶的涂层相比,最大温差可达12℃。随SiO_2气凝胶质量分数的增加,涂层的耐高温性能提升,当SiO_2气凝胶的质量分数为7%时,涂层能在400℃高温下保持良好的性能。结论 SiO_2气凝胶对隔热涂层的隔热性能和耐高温性能有较大提升,对SiO_2气凝胶涂层的多领域应用奠定了一定基础。

铅污染土壤的修复技术研究进展

综述了近期国内外铅污染土壤修复技术的研究进展,对土壤中铅存在形式,物理法、化学法和生物法等主要修复方法的机理、影响因素等方面进行了总结和探讨,以期能为相关科技人员进行系统深入理解提供参考,并提出一些建设性意见。

磷酸盐对磷酸镁水泥粘结性能的影响

研究了磷酸二氢钾(KDP)、磷酸二氢铵(ADP)及其复合盐对磷酸镁水泥(MPC)净浆流动性、凝结时间、早期温升、强度发展和体积稳定性等的影响。并采用3种不同的粘结方式,着重研究了单一磷酸盐及其复合盐对MPC粘结强度、界面裂缝发展及孔洞形貌等的影响。结果表明:与KDP-MPC相比,ADP-MPC放热高,早期强度高,但前者内部及界面具有更少的孔洞,利于界面粘结;KDP-MPC早期收缩发展快,当处于约束状态下时,MPC粘结能力弱,更易开裂。将KDP+ADP复合盐掺入MPC体系后,其浆体与ADP-MPC具有相似的流动性和凝结特性,孔洞数量减少且孔径变得细小均匀,强度有所提高,尤其界面区密实度的改善使得KDP+ADP-MPC各龄期抗折和斜剪粘结强度比掺单一磷酸盐的平均提高40%以上;在收缩较大的KDP-MPC中掺入部分ADP后,使得KDP+ADP-MPC在约束条件下也有较好的粘结能力。

环境温度对磷酸镁水泥凝结时间和强度发展的影响

在较高环境温度条件下,磷酸镁水泥(MPC)足够长的凝结时间和高早强之间的矛盾影响其实际应用。研究了环境温度为15、20、25、30和35℃,硼砂掺量为3%、6%、9%和12%时,MPC净浆凝结时间和抗压强度的变化规律。并研究了高硼砂掺量的MPC浇注一段时间后提高环境温度对其早期强度的改善作用,测量MPC体系早期温升曲线,并与凝结时间和早期强度相联系。结果表明:环境温度越高,MPC净浆早期强度发展越快,但凝结时间明显缩短;硼砂掺量增加,MPC凝结延缓,但早期强度发展缓慢;MPC温升峰值越高,出现时间越早,早期强度发展越快,凝结时间越短。硼砂掺量为12%,环境温度为25℃时,MPC初凝时间为40min,浇注40min后提高温度至50℃养护10min,MPC净浆1.5h强度达到27.2MPa。提高硼砂掺量和浇注后的养护温度可使MPC凝结时间和早期强度都能满足实际要求。