机械力化学应用研究进展

机械力化学作为一门专门研究物体在高能机械力作用下发生物理化学变化的交叉学科,已成为冶金、化工、材料、矿物加工、环保等高新技术领域研究的热点,其应用研究范围也在不断地拓展.综述了机械力化学的应用研究进展.阐述了机械力化学的作用机理和机械力效应.重点阐述了机械力化学在粉体材料的制备、粉体改性、锂离子电池电极材料制备等方面的应用研究进展.对今后的研究工作进行了展望.     

机械力化学法制备钛酸钡粉体

采用等摩尔比的BaCO_3和TiO_2粉体作为前驱物,利用高能球磨法球磨10h,XRD结果表明在球磨过程中,粉体颗粒大大细化,将球磨后的混合物在较低的温度下(<900℃)煅烧即可合成纯相的立方BaTiO_3粉体,当温度提高到1100℃,合成了四方相BaTiO_3粉体,在>1100℃煅烧时,晶粒尺寸急剧增大。     

机械力化学法制备单相莫来石的机理研究

以高岭土和氢氧化铝为原料,采用机械力化学法制备出了单相莫来石。用热重-差示扫描分析研究了混合粉体经高能球磨后的结构变化,并讨论了单相莫来石的形成机理。结果表明：高能球磨破坏了混合物的晶体结构;随着粉磨的进行,混合物的比表面积会增加,无序程度也会增加,键能会减小,从而导致了内部贮能的增加,反应活化能的减小,并可得到均匀混合物。粉磨30h混合物制成的烧结体的热膨胀系数要比未粉磨的低约20％。     

机械力化学法制备MnZn铁氧体粉体的研究

以MnO2、Fe2O3和ZnO为原料,采用机械力化学法制备锰锌铁氧体粉体.研究结果表明:颗粒粒径减小主要发生在初期,随着粉磨时间的增加,细颗粒会凝聚成团聚体,破碎与凝聚过程最后达到动态平衡;高能球磨可使原料比表面积变大,无序程度增加,键能减小,从而导致内部贮能的增加,并可得到均匀混合物,能更大程度地促进化学反应.高能球磨40h的物料,在相对较低的温度下(1200℃)煅烧即可生成单相锰锌铁氧体.对于未粉磨的样品,温度必须要达到1400℃.     

机械力化学法制备纳米晶体的研究进展

介绍了机械力化学的概念、作用机理及其表征技术。阐述了机械力化学制备纳米粉体的机理和优越性,并主要以BaTiO3纳米晶为例研究其合成方法及反应机制。还对其未来发展进行了展望。     

机械力化学法再生废旧轮胎工艺的研究

采用机械力化学法研究了再生剂及软化剂用量、再生温度及时间、开炼温度及时间和双辊转速对GRT（Ground Rubber Tire）再生活化效果的影响。结果表明,当再生剂用量为4份,软化剂用量为2份,再生温度为180℃,再生时间为4h,开炼温度为150℃,开炼时间为10min,开炼机两辊转速均为25r/min时,制备的再生胶物理机械性能优良,并且再生后的GRT凝胶质量分数低至73.34%,而溶胀度高达79.3%。红外光谱表明,原GRT胶粉实现了再生。     

机械力化学法在粉体制备中改性粉体的研究

本文在实验室自制的振动磨机中,对不添加硬脂酸和添加硬脂酸两种情况下的石英砂物料进行粉磨研究,结果发现,当添加硬脂酸时,不仅可以阻止颗粒的聚集,增加颗粒的分散性,提高粉碎的效率,而且能降低粉体的表面能,使粉体从极性状态朝非极性状态改变,从而得到疏水亲油的功能性粉体。木文还在此基础上提出一种深度加工无机填料的新方法。     

机械力化学法制备GMA改性二氧化硅及其性能研究

文章通过机械力化学法,在有GMA存在的体系中球磨二氧化硅,制备GMA改性二氧化硅杂化粒子。结果表明:制备的杂化粒子甲醇值能达到59.28,具有很好的疏水性;在TEM电镜观察下,经过改性的SiO_2表面包覆了一层有机物,通过红外光谱分析可知在球磨过程中GMA酯键断裂生成甲基丙烯酸,而拉曼光谱显示杂化粒子中存在Si-C键,这表明在机械力作用下,甲基丙烯酸成功接枝到二氧化硅表面,通过热重分析测得接枝率为1.7%。     

机械力化学法无害化处理含油钻屑研究

采用机械力化学法无害化处置含油钻屑,并初步研究了其降解机制,研究结果表明:含油钻屑的降解效果随着氧化钙含量的增加而增强,当氧化剂掺比为50％时含油率低至2.05％;在含有20％氧化钙的环境中,加入30％二氧化钛或高锰酸钾的降解效果最佳;反应过程中石英遭到破坏,结晶度降低;苯环结构断裂,氯原子开始脱落,含油钻屑得到降解;含油钻屑中仍存在长碳链,且出现游离态的羟基,表明降解不够彻底.     

机械力化学制备陶瓷材料的研究进展

在球磨过程中机械力化学使颗粒和晶粒细化产生裂纹，比表面积增大，晶格缺陷增多，晶格发生畸变和非晶化，乃至诱发低温化学反应，可制备出高活性陶瓷粉体和性能优异的陶瓷基材料。介绍了机械力化学在陶瓷材料研究中的最新研究进展。同时，还讨论了不同球磨工艺条件对材料制备过程的影响；并对其未来发展进行了展望。     

用于三硝基甲苯废水处理的二氧化钛分子印迹前躯体的制备

采用溶胶-凝胶法制得溶胶后,600℃下煅烧制得了TiO2粉体。通过偶联剂的媒介,将功能高分子聚乙烯亚胺（PEI）接枝到钛胶表面,制备二氧化钛分子印迹的前躯体。并用透射显微镜（TEM）对样品粒径进行表征。结果表明：所制备的颗粒平均粒径为30~60nm。通过实验发现反应以乙腈为溶剂,按PEI/TiO2质量比15∶1为最佳条件。最后通过红外分析,对制备的前躯体进行表征,发现聚乙烯亚胺已接枝到钛胶表面。     

二氧化钛光降解进程中的吸附特性研究

以苯酚为降解基质,针对TiO2光降解反应前后的吸附特性进行了对比研究,发现光照阶段TiO2颗粒对有机物的吸附特性不同于暗反应阶段,这一结果证明以暗反应阶段吸附模型建立有机物光催化降解动力学方程的假定存在缺陷,在试验的基础上提出了光降解进程中的吸附拟合方程。     

钛精矿中二氧化钛的测定

介绍了一种直接测定钛精矿中的二氧化钛的含量的新方法。拟定在不经分离沉淀的情况下，采用H2SO4-HNO3-HF熔矿，H2O2光度法测定钛精矿中的二氧化钛，用国家一级标准物质GBW07224(ωTiO2为10．63％)和GBW07225(ωTiO2为9．72％)进行了精密度实验，RSD(n=6)为8．33％、6．59％。加标准回收试验结果TiO2的回收率为99．34％～101．4％。经国家标准物质验证，测定结果与标准值相符，方法适用于1％～70％之间的二氧化钛测定。     

碳钢/钛合金复合材料在3%NaCl溶液中的电偶腐蚀研究

采用失重方法和电化学方法,研究碳钢/钛合金复合材料在3%NaC l溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,在碳钢/钛合金电偶腐蚀过程中,碳钢为阳极,钛合金为阴极,随着阴/阳面积比的增大,电偶电流增大,碳钢腐蚀速率变大,而电偶电位基本不变。     

Heterogeneous Catalytic Ozonation with Supported Titanium Dioxide in Model and Natural Waters

This paper presents the results obtained with heterogeneous catalytic ozonation in which model and natural waters are ozonated in the presence of supported titanium dioxide (TiC₂) as a solid catalyst. The conditions in preparing the supported catalyst are experimentally optimized. The efficiencies of three catalyst supports (attapulgyte, alumina and silica gel) for organic matter oxidation have been compared. The TiC₂ supported in alumina calcined at 500[ddot]C compacted to granular form with a particle diameter about 2-4 mm is demonstrated to be the best catalyst on the removal total organic carbon (TOC) by ozone.     

PET聚酯缩聚用改性二氧化钛催化剂的制备研究

设计并制备了一种表面硅烷偶联剂KH560改性的二氧化钛,并用红外、透射电镜、XRD粉末衍射和N2吸附比表面积对其进行表征。该催化剂是由许多很小的无定形二氧化钛粒子组成的团聚体,其表面富含大量的羟基。该催化剂较Sb2O23的催化活性高许多,而且所得产品的色相较未改性的二氧化钛有明显的改善。     

Mechanochemical Synthesis of CPM‐5: A Green Method

The development of green technologies for the manufacture of various materials is considered as one of the approaches to address some of the environmental issues of commercializing new materials. A mechanochemical (MC) method is developed to synthesize crystalline porous material‐5 (CPM‐5). The effect of different mechanical parameters, including oscillation frequency and time and the number of metal balls used for milling is studied. Results revealed that CPM‐5 crystals are successfully formed under optimized conditions. It was noted that the thermal treatment of the samples after grinding is very crucial for the formation of CPM‐5 under the studied conditions. Moreover, washing of samples with a 1:1 solution of dimethylformamide (DMF):H₂O remarkably enhanced the surface area of the final product.     

负载型TiO2光催化剂的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为主要原料，用溶胶-凝胶法在活性炭颗粒表面制备了不同负载次数的负载纳米TiO2。用扫描电镜分析和能谱分析法对负载后的纳米TiO2进行了表征。以亚甲基蓝为降解对象，研究了产品的光催化降解性能。结果表明，随着负载次数的增加，TiO2的负载量增多，负载后的TiO2颗粒呈片层结构，当负载次数太大时，负载颗粒发生团聚，片层结构消失，产品的光催化降解性能下降。负载4次时产品对亚甲基兰的光催化降解效率最高。     

Preparation of HMX/TATB Composite Particles Using a Mechanochemical Approach

To improve the safety of HMX, HMX/TATB composite particles were prepared using a mechanochemical approach. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR) and X‐ray diffraction (XRD) were employed to characterize the HMX particles before and after being coated. The results showed that the HMX particles were coated by submicrometer‐sized TATB particles. The crystal form of HMX maintained unchanged during the whole preparing process. The decomposition characteristics of HMX/TATB composite were investigated by DSC, showing that the decomposition peak temperature increased by 5.141 °C, while the phase transition temperature decreased by 4.064 °C. Compared with the uncoated HMX particles, the impact and friction sensitivities were decreased by 56.1 and 70 %. Moreover, the grinding mechanism was investigated and discussed.     

Effect of Application of Ozone and Ozone Combined with Hydrogen Peroxide and Titanium Dioxide in the Removal of Pesticides From Water

The aim of this research work is to study the influence of hydrogen peroxide and titanium dioxide in the ozone-based treatment to degrade 44 organic pesticides present in natural water, which are systematically detected in the Ebro River Basin (Spain). The studied pesticides are: alachlor, aldrin, ametryn, atrazine, chlorfenvinfos, chlorpyrifos, pp'-DDD, op'-DDE, op'-DDT. pp'-DDT, desethylatrazine, 3,4-dichloroaniline, 4,4'-dichlorobenzophenone, dicofol, dieldrin, dimethoate, diuron, α-endosulphan, endosulphan-sulphate, endrin, α-HCH, β-HCH, γ-HCH, δ-HCH, heptachlor, heptachlor epoxide A, heptachlor epoxide B, hexachlorobenzene, isodrin, 4-isopropylaniline, isoproturon, metholachlor, methoxychlor, molinate, parathion methyl, parathion ethyl, prometon, prometryn, propazine, simazine, terbuthylazine, terbutryn, tetradifon and trifluralin. The ozonation using 3 mg O₃ L^?1 produces a pesticides removal close to 23%, whereas the application of O₃/H₂O₂ and O₃/TiO₂ treatments achieves average degradation yields lower than the ozonation. However, the application of O₃/H₂O₂ /TiO₂ process improves considerably the pesticides degradation and an average degradation yield of 36% is obtained.