甲基丙烯酸改性丁苯橡胶/埃洛石纳米管复合材料的研究

采用一种新型非石油资源橡胶补强剂-埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes,HNTs)对丁苯橡胶进行补强,采用甲基丙烯酸(Methacrylic Acid,MAC)为改性剂进一步改善硫化胶的性能,并研究了MAC用量对混炼胶的硫化特性、硫化胶力学性能和交联密度的影响.结果表明,甲基丙烯酸的加入对焦烧时间的影响不大,会降低硫化初期最低扭矩(ML),有利于提高SBR/HNTs的加工性能;MAC的加入可进一步有效改善HNTs的补强效果;当MAC用量大于5phr时,所制备的SBR/HNTs复合材料变为半透明状,说明HNTs在SBR橡胶基体中的分散效果很好;当HNTs和MAC用量分别为40 phr和12 phr时,复合材料的综合性能最优,其300 %定伸应力、拉伸强度和撕裂强度分别可达6.3 MPa,15.1 MPa和51.3 kN/m,同时断裂伸长率可达700 %;MAC的加入可以有效提高总交联密度和离子交联密度,对离子交联密度的影响更为显著.     

纳米管状埃洛石的应用矿物学研究进展

综述了纳米管状埃洛石在医学与生物医学、纳米复合材料和环境污染治理等领域的应用研究进展。重点评述了埃洛石在上述领域的研究现状、面临挑战和未来前景。埃洛石由于自身独特的纳米管状结构和好的生物相容性,可用于药物、生物活性分子、化妆品、除草剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂和阻燃剂等的储存和可控释放,在药物输送、抗微生物材料、自修复聚合物以及再生医学等领域具有广阔的应用前景,是我国具有资源优势的一种重要非金属矿资源。埃洛石在人体内的相容性和细胞毒性以及埃洛石作为药物或生物活性分子（如小干扰RNA）载体等研究是今后需大力关注和投入的研究方向。     

巯基功能化埃洛石纳米管对Au(S2O3)23-的吸附性能

本论文研究了巯基功能化埃洛石纳米管（SH-HNTs）对硫代硫酸盐溶液中Au(I)的吸附性能。考察了溶液pH值、温度、硫代硫酸盐浓度和初始金浓度对SH-HNTs吸附Au(I)的影响。通过N2吸附-解吸仪、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对SH-HNTs吸附前后的结构和表面性质进行了表征分析。同时也分析了SH-HNTs对溶液中Au(I)的吸附动力学模型。结果表明,当SH-HNTs的用量为20 mg,溶液pH为10,温度为25℃,硫代硫酸盐浓度为0.1 mol/L和初始金浓度为10 mg/L条件下,吸附12 h达到平衡,SH-HNTs的负载量为33.26 kg/t。吸附动力学模型可用准二级动力学方程描述。2%硫脲-2 mol/L盐酸的混合液可以洗脱载金SH-HNTs。溶液中的Au(I)与SH-HNTs表面的-SH发生离子交换,形成Au(I)络合物以达到吸附Au(I)的目的。     

纳米矿物埃洛石的结构调控和新材料应用

国家"双碳"战略对非金属矿的保护和利用提出了更高的要求,其中黏土矿物具有独特的微观结构和化学组成,其广泛的来源和丰富的储量使其在新材料产业发展中占有越来越重要的地位。埃洛石属于高岭土族黏土矿物,是一种1 GA6FA 1型铝硅酸盐矿物材料。其主要特点是具有中空管状结构、长径比大、比表面积高、孔结构丰富、吸附能力强、无毒无害和应用广泛。详细介绍了其物化性质和形态结构调控的策略,涵盖了矿物加工、提纯分级、结构调控、化学修饰、组装排列等方面;进而系统梳理了埃洛石纳米管在高性能复合材料、环境保护材料、生物医用材料、新能源材料和催化材料领域的应用进展;最后,指出了相关领域研究开发的不足之处,对管状埃洛石矿物资源开发和利用的发展前景进行了展望。     

天然纳米管状埃洛石的提纯研究

采用分散离心技术对云南临沧埃洛石矿进行了提纯研究,制备出了高纯度的埃洛石样品;重点探讨了矿浆固含量、离心机转速、分散剂种类与用量对埃洛石提纯效果的影响.试验结果表明,当离心转速为1000r/min,固含量为20％,添加0.1％的PAANa作为分散剂时,提纯效果最好;得到的埃洛石产品纯度大于90％,产率大于30％,并保留...     

埃洛石纳米管的填充改性技术综述

纳米管的填充改性技术是制备高性能复合材料和功能材料的重要手段,利用埃洛石纳米管(HNTs)腔内的限域效应可以控制纳米填充物的形态、尺寸以及物理化学性质,从而赋予其特定的功能。近年来,人们发现金属颗粒、高分子链和小分子有机物可以进入HNTs管腔,进而通过多种物理化学方法发展了HNTs的填充改性技术。在研究HNTs结构性质的基础上,全面总结了HNTs的管内填充技术,概述了比较成熟的金属及其氧化物等纳米粒子填充HNTs管的方法,其中填充的物质主要包括金属单质Ru、Au、Ag、金属氧化物Fe₃O₄和Cu-Ni合金等,对填充中用到的改性剂或表面活性剂的种类和性质也进行了介绍,为HNTs填充技术的应用开发工作提供参考。同时,指出了HNTs管内填充改性技术的未来发展方向,主要包括如何精确控制管内粒子成分、形貌、尺寸和填充比例,以及如何满足不同应用场所对更多种类的管内填充物的需求。     

水胶比和细度对矿渣粉煤灰胶凝材料性能的影响

利用XRD、SEM等方法,研究了不同比表面积的矿渣和不同水胶比制备的矿渣粉煤灰胶凝材料的水化产物,对其力学性能、物相组成、微观结构及形貌特征进行了探讨。结果表明,随着矿渣比表面积的增加,矿渣粉煤灰胶凝材料强度呈上升趋势;随着水胶比的增大,胶凝材料强度先增大后减小。当矿渣比表面积为500 m²/kg,水胶比为0.44时,矿渣粉煤灰胶凝材料可获得较好抗压强度和抗折强度。     

金属尾矿碱熔活化制备充填胶凝材料

本文研究利用金属尾矿通过聚合反应制备矿物聚合材料作为充填采矿的胶凝材料,并且通过碱熔活化来提高金属尾矿在矿物聚合材料制备过程中的活性。通过正交试验优化可知,金属尾矿碱熔活化的最佳条件为：碱熔温度=650℃、NaOH用量=10%、碱熔时间=40min。以此条件下活化的金属尾矿作为胶凝材料在不同的灰砂比和料浆浓度下制备胶结充填材料,材料的28d抗压强度可以达到2.74-5.80MPa,可以满足充填采矿的要求。     

粉煤灰-CaO胶凝体系的性能及其影响因素的研究

对生产尾矿免烧建筑制品的胶凝材料———粉煤灰-CaO胶凝体系进行了研究,并考察了体系中粉煤灰/CaO比值、激发剂、养护条件等影响因素,结果表明:当粉煤灰/CaO比值为75/25、加入3%的硫酸钠、养护温度70℃时,样品的抗压性能相对最好。     

碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料的风化性能

通过优化粉煤灰掺量、激发剂种类以及水玻璃模数,研究了其对碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料(AACs)风化性能的影响。结果表明:风化作用会引起AACs表面孔隙率、最可几孔径增大。水玻璃激发纯矿渣AACs孔隙率最低为2.9%,其抗压强度在加速风化7 d后由126.9 MPa下降至62.2 MPa;增大粉煤灰替代率(0～60%),可以有效抑制风化。水玻璃模数介于1.0～1.4,最可几孔径控制在7.58 nm以内。以NaOH溶液为激发剂的AACs,总孔隙率高于30%,结构中多害孔体积增大,为Na⁺的快速浸出提供通道,试样表面形成较多的Na₂CO₃·7H₂O风化产物,且风化前后抗压强度均低于20 MPa。     

利用埃洛石粘土制备群青蓝的研究

本文在对埃洛石粘土性能进行评价的基础上,对利用埃洛石粘土制备群青蓝的工艺参数,流程进行了实验研究,并对所制备群青蓝的性能及其经济效益进行了评估。     

四川北川埃洛石粘土及其开发应用探讨

在对埃洛石粘土性能进行评价的基础上,进行了一系列的开发利用研究。结果表明:以埃洛石粘土矿物为原料,可制备高质量的白炭黑、活性二氧化硅、活性氧化铝,群青蓝及NaA分子筛,并且生产成本低,产品质量好,生产无废渣,经济效益显著,为综合利用埃洛石粘土开辟了一条新途径。     

干粉激发煤矸石基地质聚合物性能影响因素研究

为更方便、高效、安全地激发煤矸石的活性,制造出满足建筑需要的地质聚合物,用氢氧化钠与碳酸钙混合制备的碱性干粉激发剂替代氢氧化钠,对煤矸石、粉煤灰和标准砂进行处理,研究影响干粉激发煤矸石地质聚合物性能的因素,并与传统碱性溶液激发聚合物的特性进行了对比。结果表明：①升高养护温度、提高干粉激发剂中氢氧化钠的用量会加快地质聚合物的凝结和硬化速度。②养护温度升高可使试件的吸水率和抗压强度上升。③干粉激发剂中碳酸钙用量的增加会使地质聚合物试件的吸水率上升、抗压强度下降。④干粉激发剂中氢氧化钠用量为3%时,地质聚合物试件的吸水率最低、抗压强度最高。⑤无论从吸水率的角度还是从抗压强度的角度看,干粉激发剂的激发效果均好于氢氧化钠溶液。因此,干粉激发剂比氢氧化钠溶液更适合于激发煤矸石制备煤矸石基地质聚合物。     

碱激发粉煤灰生成胶凝材料的研究

碱激发粉煤灰产生胶凝材料的过程中起胶凝作用的是硅铝酸凝胶,它是碱与粉煤灰中的硅、铝质反应时产生的。凝胶首先在小颗粒表面形成,并随着反应的进行其数量逐步增加,最后相互胶联、聚合,形成密实的胶凝材料。粉煤灰胶凝材料的质量,不仅与粉煤灰组成有关,还受到碱的种类、碱量、粉煤灰粒度和反应条件等因素的影响。     

利用埃洛石粘土制备群青蓝的研究

本文在对埃洛石粘土性能进行评价的基础上 ,对利用埃洛石粘土制备群青蓝的工艺参数、流程进行了实验研究 ,并对所制备群青蓝的性能及其经济效益进行了评估     

地质聚合物的制备及其在尾矿免烧制品中的应用

采用钢渣和粉煤灰作为原料,加入一定量的碱激发剂,制备出了一种较高强度的地质聚合物胶凝材料。当钢渣与粉煤灰比值为1∶1时,加入10%、模数为1的水玻璃,3d强度为29.20MPa,28d强度可达53.71MPa。并以其作为胶凝材料,以铁矿尾矿粉作为骨料,试制了一种钢渣粉煤灰基地质聚合物胶凝尾矿免烧制品。当尾矿加入量为50%或55%时,各个样品的3d强度均在10MPa以上,最高可达16.24MPa,28d强度均在15MPa以上,最高可达23.43MPa。本文还对胶凝聚合反应机理进行了初步探讨。     

Properties of fly ash stabilized haul road construction materials

ABSTRACT

Larger haul trucks are being used at surface mines in Canada thus requiring better haul roads to carry heavier loads. The availability of good quality aggregate to build haul roads is limited for prairie coal mines. However, most of these mines are located adjacent to coal-fired electrical power plants, which produce by-product fly ash as a waste. Fly ash can be used to increase strength and stiffness of soil and road bases.

Unconfined compressive strength tests conducted on various mixtures of fly ash, kiln dust, mine spoil, and coal seam partings showed that the cementing characteristics of unclassified fly ash from central Alberta coals was low. However, the addition of cement kiln dust, which is high in CaO, enabled the fly ash to exhibit significant cementing action.

Mixtures of fly ash, kiln dust, and mine spoil or coal seam partings had unconfined compressive strengths of about 1 MPa and elastic moduli of about 350 MPa after 14 to 28 days. This compares favourably with compacted mine spoil or coal seam partings which have estimated unconfined compressive strengths of less than 0.4 MPa and moduli of about 50 MPa. Thus fly ash stabilized mine spoil or coal seam partings were found to have potential for use in constructing haul road base and sub-base layers since maximum tire pressures on the running surface are less than 0.7 MPa.