不同形貌的纳米Mg(OH)2催化臭氧化降解甲硝唑

采用化学沉淀法分别以六水合氯化镁和取自察尔汗盐湖的天然水氯镁石为原料制备了不同形貌的纳米 Mg(OH)₂催化剂，通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等手段对所合成的催化剂的表面形貌、晶体结构和表面官能团等性质进行了表征。将两种不同形貌的纳米Mg(OH)₂材料首次应用于催化臭氧化过程，研究了两种不同形貌的纳米Mg(OH)₂[Mg(OH)₂-1和Mg(OH)₂-2]催化剂对甲硝唑的降解和矿化能力。结果表明，在单独臭氧化过程中，反应10min时甲硝唑的降解和矿化效率均较低，分别为51.9%和17.4%，而在臭氧化系统中分别加入Mg(OH)₂-1和Mg(OH)₂-2，甲硝唑的去除效率和矿化效率均明显提高，且Mg(OH)₂-2的催化臭氧化性能要优于Mg(OH)₂-1。另外，单独臭氧化过程、Mg(OH)₂-1催化臭氧化以及Mg(OH)₂-2催化臭氧化过程中甲硝唑的降解均较好地符合伪一级动力学反应模型（R²>0.97）。除此之外，对这两种不同形貌的纳米Mg(OH)₂催化剂的稳定性进行了考察，结果表明，催化剂在循环使用六次后对甲硝唑仍有较高的催化臭氧化去除效率。因此，所合成的两种形貌的纳米Mg(OH)₂催化剂将是一种很有前景的、能用于去除抗生素的臭氧化催化剂。     

锌铝镁镀层于3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的研究

使用扫描电镜及扫描探针分析了锌铝镁镀层的表面形貌及成分,使用X射线光电子能谱仪及电化学技术分析了锌铝镁镀层腐蚀产物的化学组成、电化学性能,对锌铝镁镀层的耐蚀机制进行了探讨,结果表明:锌铝镁镀层主要由初生锌相、富铝相及共晶组织组成,Mg元素主要分布于共晶组织中。在3.5%NaCl介质腐蚀过程中,锌镀层腐蚀产物主要由Zn₅(CO₃)₂(OH)₆及ZnO组成,锌铝镁镀层腐蚀产物主要由Mg(OH)₂、4MgCO₃·Mg(OH)₂及Zn₅(CO₃)₂(OH)₆组成。锌镀层腐蚀产物电荷传输电阻逐渐降低,而锌铝镁镀层腐蚀产物电荷传输电阻逐渐增大,且后者大于前者。即锌镀层腐蚀产物无法抑制镀层的腐蚀,而锌铝镁镀层腐蚀产物则可以对镀层电化学反应起到抑制作用,对镀层提供一定程度的保护。     

Mg(OH)2及与Al3+离子共存时去除植酸的性能与机理研究

通过低浓度镁离子和氢氧根离子自然沉淀，低温4°C减慢合成速度来合成Mg(OH)₂，并研究其对于IHP的吸附去除作用和机理。研究结果表明：IHP在Mg(OH)₂表面的吸附热力学符合Freundlich模型，且吸附速率较快，在反应3 min时已达到平衡吸附量的75%。而且Mg(OH)₂对于IHP的吸附具有pH依赖性。对于其机理研究发现，IHP的吸附去除会促进Mg(OH)₂的溶解，Mg²⁺离子先释放进入环境中再被Mg(OH)₂重新吸附，从而促进IHP的进一步吸附。另外Mg(OH)₂与Al³⁺共存时对于IHP的去除具有协同作用，其作用效果大于两者单独作用效果的简单叠加。     

高盐海水中盐度对污垢沉积特性的影响

污垢沉积过程十分复杂。管材的种类、海水的成分、盐度和温度等因素都会影响污垢的沉积特性。选用人工海水为工质,在温度为80℃,盐度为6%、8%和10%时,对静态条件下铜管和钛管表面污垢的沉积特性进行对比研究。通过实验得出,金属表面污垢质量增量在盐度为8%时最大。钛管表面污垢主要以片状的Mg(OH)₂和少量的CaCO₃为主,而铜管表面的Mg(OH)₂晶体成团聚形态,并且表面附着大量的方解石CaCO₃和少量的文石CaCO₃。在相同盐度下,两种金属表面污垢的沉积趋势不同。在金属表面没有观察到CaSO₄形态的晶体析出。     

PP/Mg(OH)2/CaCO3/POP无卤阻燃体系的研究

研究了纳米碳酸钙(CaCO₃)和无卤阻燃剂六苯氧基环三磷腈(POP)对聚丙烯(PP)/氢氧化镁(Mg(OH)₂)复合材料力学性能和燃烧性能的影响。结果表明:保持无机粒子总量90份,随着纳米 CaCO₃含量的增加,材料的力学性能先提高后降低,在其含量为40份时达到最佳值。POP 的加入可减少 Mg(OH)₂用量,同时可进一步提高 PP/Mg(OH)₂复合材料的力学性能和阻燃性能,当 POP 用量为8份时,复合材料的断裂伸长率、拉伸强度、冲击强度和氧指数分别可达264.76%、22.34 MPa、48.65 kJ/m~2、28.2%。     

热镀锌及锌铝镁合金钢在不同大气环境下的腐蚀行为

选用热镀锌(GI)钢和热镀锌铝镁合金(ZM)钢，分别在吐鲁番、江津、青岛和万宁4种典型环境地区中进行大气腐蚀试验。通过分析镀层腐蚀后的形貌、微观组织结构和腐蚀产物成分，探究了纯Zn镀层和Zn–Al–Mg合金镀层在不同大气环境下的腐蚀行为。结果表明，在相同大气环境下服役时，ZM具有比GI更优异的耐蚀性。两者在干燥大气中的腐蚀速率都较低，在潮湿工业大气环境和近海高氯大气环境中的腐蚀速率较高，腐蚀产物以Zn(OH)₂、ZnO、ZnCO₃及Zn₅(CO₃)₂(OH)₆为主。     

Ca(OH)2对污泥焚烧灰渣中Pb含量的影响

将添加有Ca(OH)₂的污泥在管式炉中焚烧，通过原子吸收分光光度计（AAS）测定灰渣中Pb的含量，分析Ca(OH)₂对灰渣中Pb含量的影响。结果表明：在污泥焚烧过程中，Pb的挥发率随焚烧温度呈先上升后下降再上升趋势，结合X射线衍射（XRD）分析发现，这主要是由于硅铝酸盐对Pb的固留作用和挥发动力学的相互影响。添加Ca(OH)₂后，污泥灰渣中Pb的含量有明显的降低，而且随着Ca(OH)₂添加量的增加，污泥灰渣中Pb的含量持续降低，表明Ca(OH)₂的添加，促进Pb的挥发，减少Pb在灰渣中的含量。将灰渣中Pb的形态分为浸出态和残渣态，通过分析X射线衍射（XRD）和灰渣中两种形态Pb的变化规律，得到Ca(OH)₂促进Pb挥发的机理主要是：添加的钙元素与硅铝酸盐反应，降低了硅铝酸盐与Pb反应的概率，从而使Pb转变为挥发形态的可能性增大，因此提高了挥发率。     

Ni(OH)2修饰对a-Fe2O3薄膜光电化学性能的增强效应

利用一种简便的电沉积方法制备氧化铁薄膜,并在过程中引入Ni(OH)₂进行修饰,对具体电沉积实验参数进行优化,从而建立最佳制备条件。利用场发射扫描电子显微镜、X射线粉末衍射对Fe₂O₃/Ni(OH)₂光电极膜的结构进行表征。利用循环伏安和计时电流测量析氧过电位和光电流密度。结果表明,Ni(OH)₂修饰的α-Fe₂O₃薄膜可提高光生电子与空穴的分离效率,从而显著提高光电催化活性。     

柔性Yb(OH)3@Ni(OH)2/CC纳米复合电极材料的制备及性能研究

以柔性碳纤维(CC)作为基底材料,分别采用化学镀镍、电化学氧化和电化学沉积的方法制备出Yb(OH)₃复合Ni(OH)₂碳纤维纳米电极材料(Yb(OH)₃@Ni(OH)₂/CC)。以X射线衍射仪(XRD)测试材料的结构和组成成分;利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对材料的微观形貌进行表征;利用线性循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)、恒流充放电法(GCD)对材料的电化学性能进行测试研究。实验结果表明,当电流密度为10mA/cm²时,该复合材料的面积比电容高达1216mF/cm²;循环充放电1000次后的容量保持率为90%,比Ni(OH)₂/CC材料的容量保持率提高14%。     

钙镁氧化物及氢氧化物脱除SO3协同防治催化剂低温失活

在实验室中试台架上，开展了Ca(OH)₂、CaO、Mg(OH)₂和MgO四种碱基吸附剂粉体喷射脱除烟气SO₃的实验，研究了碱基吸附剂脱除烟气SO₃的影响因素，探究了碱基吸附剂脱除SO₃技术对选择性催化还原（SCR）催化剂硫酸氢铵失活温度的影响。采用比表面积法（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）等手段对吸附剂进行表征，以判断吸附产物和吸附机理。结果显示：碱基氢氧化物吸附剂的SO₃脱除效果优于碱基氧化物吸附剂；Mg基吸附剂优于Ca基吸附剂；当烟气中SO₃浓度为35μL/L时，Mg(OH)₂含量为600mg/m³时具有最高的SO₃脱除效率，达到95%左右。对低温失活后的SCR催化剂进行FTIR表征证实了催化剂表面硫酸氢铵的生成。此外，通过碱基吸附剂降低烟气中SO₃浓度后，SCR催化剂在低温时的失活得到了显著缓解，可明显降低SCR催化剂的硫酸氢铵失活温度约20℃，有助于挖掘机组调峰深度。     

低钙粉煤灰-水泥浆液可注性试验研究

为了探究低钙粉煤灰在注浆法中的应用,本文以加固低强度破碎顶板为工程背景,进行了相应的室内试验,探究在不同水固比和粉煤灰掺量的影响因素下,浆液析水率、结石率、粘度、凝结时间以及注浆结石体强度的变化规律,并结合扫描电镜(SEM)以及X-射线衍射(XRD)等分析注浆体的微观结构。结果表明,当浆液的水固比为0.7:1(质量比)、粉煤灰掺量为70%(质量分数)时,浆液的性能参数最优。此时,浆液的粘度为55.50 s,析水率为3.89%(体积分数),结石率为94.16%(体积分数),3 d、7 d和28 d三个龄期浆液结石体的抗压强度分别为0.67 MPa,1.77 MPa和3.10 MPa。XRD定性物相分析表明,碱性激发剂的加入使体系中Ca(OH)₂衍射峰增高,随着期龄的增加,Ca(OH)₂、石英和莫来石相衍射峰明显减小,促进了粉煤灰潜在活性的释放。SEM微观结构形貌分析可知,早期浆体微观结构疏松,存在薄板状的Ca(OH)₂,并伴有少量针状的AFt(钙矾石),后期浆体内部的薄板状晶体Ca(OH)₂和絮凝状C-S-H凝胶交织在一起,形成密实的网络结构。     

Prevention of alkali-silica expansion by using slag-Portland cement

A previously postulated hypothesis that concrete or mortar prisms devoid of free Ca(OH)₂ will not suffer from alkali-silica expansion has been tested. In this investigation high slag-Portland cements were used to make mortar prisms with a reactive sand. Storage of these prisms in a saturated NaCl bath at 50°C caused no expansion. At the end of the storage period in NaCl bath, the prisms were found to be free of Ca(OH)₂. The results are consistent with the proposed hypothesis.     

碱性和无碱液体速凝剂促凝早强作用机理对比研究

碱性和无碱速凝剂掺入水泥后的水化机理不同,导致应用性能存在明显差异。本文通过测试凝结时间和砂浆抗压强度等宏观性能对比了两种速凝剂的应用性能,并通过水化放热分析、XRD定量分析、热重分析和SEM微观形貌观察等微观方法综合分析了两者的早期水化历程。结果表明:碱性速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-加快了水泥中石膏的消耗速度,水化初期生成大量钙矾石(AFt),促进了硅酸三钙(C₃S)矿物的水化,缩短了水泥浆体的凝结时间并提高了砂浆的早期抗压强度,但石膏的加速消耗也使得单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物提前生成,影响了水泥基材料的后期抗压强度发展;无碱速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-和SO^2-₄在液相中生成了大量AFt,促进了铝酸三钙(C₃A)和C₃S矿物的水化,影响了氢氧化钙(CH)的结晶析出。值得注意的是,SO^2-₄不仅促进了C₃A生成AFt的过程,也延缓了水泥中石膏的消耗及AFm和C-A-H等产物的生成,因此无碱速凝剂的加入除了明显提高早期抗压强度外,后期28 d抗压强度也不受影响。     

生土砌体砌筑泥浆生态改性配方研究

针对在地震作用下生土砌体墙因砌筑泥浆强度低而沿灰缝处发生剪切破坏的问题,在考虑不破坏生土归田性的前提下,提出了生土泥浆生态改性配方以提高砌体抗剪强度。通过单因素、正交试验研究了糯米胶、丙烯酸乳液、速溶胶粉、纤维素等掺量对生土泥浆的抗剪强度、抗压强度和抗折强度的影响规律,得到改性泥浆最优配比,并在此基础上进行改性生土材料归田性分析及生土砌体抗剪试验。研究结果表明：泥浆经改性后,较传统非改性泥浆抗剪强度提高了50.55%,抗压强度提高了33.14%,抗折强度提高了23.48%;改性后的生土材料能使农作物正常生长,土壤成分分析符合植物种植标准,归田性没有被破坏;采用改性泥浆的生土砌体相较于未改性生土砌体抗剪强度提升了34.77%。     

不同pH值碱性电解水对砂浆工作性能和强度的影响

碱性电解水具有强碱性、高活性、离子性和吸附性等优点,本文利用不同pH值(9.5、10.5、11.5)的碱性电解水制备粉煤灰砂浆,并在粉煤灰取代率为0%、15%及30%(质量分数)的条件下,系统研究了不同pH值碱性电解水对粉煤灰砂浆的工作性能、力学性能以及Ca(OH)₂等水泥水化产物含量的影响规律,并利用XRD、SEM等微观试验对比分析了不同pH值的粉煤灰净浆的结构组成和微观形貌特征。试验结果表明:随着pH值的提高,相较于普通自来水粉煤灰砂浆,碱性电解水粉煤灰砂浆的流动度、抗压强度和抗折强度逐渐提高,水化产物Ca(OH)₂含量逐渐降低。当碱性电解水pH值为10.5,粉煤灰取代率为15%时,碱性电解水粉煤灰砂浆的早期强度和流动度的改善效果达到最佳,28 d的抗压强度和抗折强度较普通水砂浆分别提高了8.4%和12.5%。同时,相较于普通自来水净浆,不同pH值的碱性电解水净浆的团簇化和颗粒化均表现得更加明显,这对于促进水泥水化进程,提高砂浆流动性,激发粉煤灰早期活性起到了积极作用,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)₂等水化产物以外,还生成了钾长石等其他水化产物。     

氯离子掺入方式及偏高岭土对砂浆氯离子结合性能的影响

通过模拟海砂与拌合水将相同含量的氯离子引入砂浆,研究了氯离子掺入方式及偏高岭土对氯离子结合性能的影响。采用能谱仪(EDS)分析了砂浆中氯离子含量分布,使用X射线衍射(XRD)及微商热重法(DTG)分析了水化产物的变化,采用压汞法(MIP)分析了砂浆孔隙结构的变化。结果表明,海砂型氯离子存在从砂粒表面向胶凝材料扩散的过程,而拌合水引入氯离子在砂浆中分布较为均匀。龄期1 d时,砂浆对海砂型氯离子结合性能低于拌合水引入氯离子;龄期28 d时,两种内掺型氯离子结合性能趋于一致。偏高岭土加速早期水泥水化反应,会促进砂浆对拌合水引入氯离子的结合。随偏高岭土掺量的增加,Friedel’s盐及Ca(OH)₂含量逐渐减少。20%与30%(质量分数)偏高岭土掺量下,拌合水引入氯离子对孔隙结构的细化效果更为显著。     

掺花岗岩石粉的管桩高强混凝土微结构和力学性能研究

本文采用蒸压养护方式制备管桩高强混凝土,以相同配合比的标准养护混凝土为对比组,分别研究磨细砂和石粉双掺时石粉取代率(花岗岩石粉/(花岗岩石粉+磨细砂),质量比)和石粉单掺时石粉掺量(花岗岩石粉/(花岗岩石粉+水泥),质量比)对管桩高强混凝土强度的影响,并通过XRD、ESEM等方法研究掺花岗岩石粉的管桩高强混凝土水化产物的种类及形貌特征。结果表明:蒸压养护下,混凝土强度随石粉取代率和石粉掺量的增加均先增大后减小, 石粉取代率为25%和石粉掺量为20%时混凝土强度分别达到最大值。由于花岗岩石粉中的SiO₂在蒸压条件下会与水泥水化产物Ca(OH)₂发生火山灰反应并生成托勃莫来石,使混凝土更为密实,因此相同配合比条件下蒸压养护3 d的混凝土强度高于标准养护28 d的混凝土强度。     

天然风积沙基本特性及火山灰活性研究

我国西北地区风积沙资源丰富,如果可以就地取材,将风积沙应用到实际工程中,将会产生巨大的经济和社会效益。目前国内外虽然已有不少关于风积沙工程应用的研究,但关于天然风积沙的理化特性以及火山灰活性还缺乏系统地研究和分析,大多都局限于某一特定的工程应用。本文对塔克拉玛干、古尔班通古特和腾格里三个沙漠地区地风积沙进行取样,通过对天然风积沙的颗粒组成、表观密度、堆积密度、空隙率、含泥量、含水率、吸水率、微观形貌等物理特性以及酸碱度、化学成分、矿物组成以及碱活性等化学特性的测试分析,发现三个地区的风积沙在物理和化学特性方面有一定的相似性。除此之外,采用活性指数法对天然风积沙的火山灰活性进行了评价,并使用6种化学激发剂对其活性进行激发,研究表明,天然风积沙的火山灰活性较低,Na₂SO₄和Ca(OH)₂可以激发天然风积沙的火山灰活性。     

In situ FTIR study on reaction pathways in Ni(CO)4/CH3OK catalytic system for low-temperature methanol synthesis in a liquid medium

An in situ infrared spectroscopic study was conducted to elucidate the reaction pathways for low-temperature methanol synthesis in a catalytic system composed of Ni(CO)₄ and CH₃OK (denoted as Ni(CO)₄/CH₃OK). The reaction was conducted in a liquid medium at 313–333 K with an initial pressure of 3.0 MPa. When CH₃OK was added to Ni(CO)₄ solution at 293 K, different carbonylnickelates, [Ni₅(CO)₁₂]²⁻, [Ni₆(CO)₁₂]²⁻ and [Ni(CO)₃(COOCH₃)]⁻, were immediately formed from Ni(CO)₄. The species and the composition of the carbonylnickel complexes varied with temperature. The variations in concentrations of methanol (MeOH) and methyl formate (MF) during the run, which were determined from their IR absorptions, indicated a pattern characteristic of consecutive reactions with MF as an intermediate. Thus, it was shown that methanol was produced through the carbonylation of MeOH to MF and the subsequent hydrogenation of MF to MeOH. Stable hydridocarbonylnickel anions, [HNi(CO)₃]⁻ and/or [HNi₂(CO)₆]⁻, were observed together with a small amount of Ni(CO)₄ throughout the methanol synthesis. Since Ni(CO)₄ alone showed no activity for the hydrogenation of MF, the hydridocarbonylnickel anions generated in the presence of CH₃OK must be responsible for the reaction. The dual role of CH₃OK in the catalytic system was stated.