基于荧光紫外加速老化实验,追踪三元乙丙橡胶的老化过程,研究添加纳米防老化剂对材料表观老化行为和抗老化能力的影响,并利用傅里叶红外光谱和紫外吸收光谱分析纳米防老化剂的作用机制.随着老化时间的延长,试样表面粗糙度增加,色差和失光率变大,羰基指数上升,紫外吸收率下降.傅里叶红外光谱分析显示,表面二氧化硅膜包覆抑制了纳米二氧化钛的光催化作用,延缓了三元乙丙橡胶的老化进程.添加纳米防老化剂后,试样表面孔洞密度减少,色差和失光率分别降低0.97和22.29%,羰基指数下降0.06,紫外光吸收率升高3.92%,三元乙丙橡胶的抗紫外老化能力提高

采用红外光谱、X射线光电子能谱、接触角测定等方法对添加羧甲基纤维素钠的原矿压球所得含碳球块强度提高机理进行了研究.发现黏结剂羧甲基纤维素钠中羧基(—COOH)和羟基(—OH)在原矿颗粒表面产生了化学吸附作用,使矿石颗粒表面的亲水性下降;而羧甲基纤维素钠中有机碳链与煤粒表面作用,使煤的疏水性下降.原矿和煤粒依靠羧甲基纤维素钠高分子有机链结合起来,通过黏结剂颗粒间的黏附能力形成具有一定强度的\连接桥\网状结构.因此加入羧甲基纤维素钠后原矿含碳球块强度得到大幅提高

研究了一种通过水热碱法-酸液回流-煅烧，从含钛电炉熔分渣中分离提取、制备纳米结构六钛酸钾晶须材料的新方法.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱等表征手段，详细探讨了煅烧过程中钛钾摩尔比、煅烧温度、保温时间和水浸对最终产物物相和微观形貌的影响.含钛电炉熔分渣在水热温度为200℃，水热反应时间为24 h，碱液浓度达12 mol·L-1时，经酸液回流后所得偏钛酸呈一维单晶纳米棒状结构.随着钛钾摩尔比从1.50增加至1.75，煅烧温度从800℃升高到1100℃，保温时间从0.5h延长至7h，制备得到的六钛酸钾晶须的纯度、结晶性及长径比逐渐提高.当钛钾摩尔比为1.75，煅烧温度为1100℃，保温5 h，水浸2 h后可制备得到尺寸均一的六钛酸钾纳米晶须

以石蜡为相变芯材,以正硅酸乙酯为硅源,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备出石蜡/二氧化硅复合相变材料.应用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热法、热重法等手段对所制备复合相变材料的形貌、成分、热性能等进行了表征.实验结果表明,所制备的石蜡/二氧化硅复合相变材料的形貌是直径约为2μm的核/壳结构微球.当核/壳质量比为2∶1时,石蜡包覆率为66.3%,熔点为54.2℃,熔化焓为133.8 J·g-1,凝固点为49.5℃,凝固焓为127.5 J·g-1.与传统的有机高分子壳层材料相比,无机二氧化硅壳层材料具有更好的热导率,提升了复合相变材料的导热性能,且其不易燃烧,无腐蚀性,更加安全环保,有效拓展了相变材料在建筑保温和智能保温纺织物等领域的实际应用

为提高有机膨润土的吸附性能,采用微波合成法,以石墨烯对有机膨润土进行改性,制备一种吸附效果好且回收效率高的新型石墨烯改性有机膨润土复合材料,研究其结构和吸附性能,探讨新吸附材料的作用机理。通过扫描电镜、红外光谱和X射线衍射对有机膨润土及石墨烯改性有机膨润土进行表征,并将其用于水中腐殖酸的吸附。结果表明:石墨烯与有机膨润土均匀复合,有机膨润土的层间距由1.37 nm增大至2.68 nm;当温度为25℃、p H值为6、吸附剂的用量为5 g·L-1及吸附时间为1 h时,溶液中腐殖酸的去除率达到95.52%;石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的吸附等温线符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大理论吸附量为52.08 mg·g-1,且为放热反应。利用0.1 mol·L-1Na OH溶液对石墨烯改性有机膨润土进行解吸再生,5次再生后其对腐殖酸的去除率为86.3%

胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用

低阶煤的高值化利用对拓宽能源途径,提高能源效率和解决环境问题具有重要意义.以N-甲基吡咯烷酮为有机溶剂,对4种低阶煤进行热萃取,获得低灰分、高挥发分的热溶煤产物.通过热重分析研究了热溶煤的燃烧特性,并利用拉曼光谱分析,对比了原煤与热溶煤碳结构的变化规律.结果表明:与原煤相比,热溶煤的灰分含量明显降低,挥发分含量增高,固定碳含量减少,热值增大.其中KL、GD和ZS 3种热溶煤的H/C原子比大于原煤,XB的热溶煤小于原煤.KL、GD和ZS 3种热溶煤的峰强度(ID/IG)和峰面积(AD/AG)的比值大于相应的原煤,其有序化程度减小,结构缺陷增多,相应的其热溶煤的燃烧反应性增大.而XB热溶煤的ID/IG和AD/AG的值小于相应的原煤,有序化程度增大,燃烧反应性降低

透辉石作为矽卡岩型尾矿中的重要组成部分,研究其火山灰反应活性对于该类型尾矿的综合利用具有重要意义,但是目前还未见到相关报道.以透辉石、天然石膏和氢氧化钙为原料制备净浆试块,研究了磨细透辉石的火山灰反应活性,并利用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱、差示扫描量热法和核磁共振对净浆试块的水化产物进行分析,为初步判断矽卡岩型尾矿是否具有火山灰反应活性提供重要依据.结果表明,磨细的透辉石净浆试块抗压强度在3、7和28 d龄期时分别为9.83、12.79和18.87 MPa,显示出磨细的透辉石具有火山灰反应活性.磨细透辉石的水化产物以C-S-H凝胶为主.核磁共振结果显示,随着水化反应的不断加深,处于Q2结构状态的硅原子比例有所减少,生成的C-S-H凝胶的铝/硅比低于原始结构的透辉石.随着养护龄期的增加,仅有少量石膏参与反应,Ca(OH)2会被大量消耗,水化产物逐渐增多.未参与反应的石膏颗粒起到填充作用,也有助于促进体系强度的持续增长

以我国资源丰富的低成本优质无烟煤为原料，经过2800 ℃高温纯化、石墨化处理，制备出锂电池用负极材料，用相同手段处理商业化石墨的前体石油焦与石墨化无烟煤作对比。通过X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM），拉曼光谱（Roman）和氮吸附?解吸等手段对无烟煤基负极材料进行微观结构的表征。采用恒流充放电（GCD），循环伏安（CV）表征其电化学性能。实验结果表明，无烟煤基石墨化负极材料的石墨化度可达95.44%，比表面积为1.1319 m2·g?1，石墨片层结构平整光滑。该石墨化无烟煤作为锂离子电池的负极材料首次库伦效率为87%，在0.1C的电流密度下具有345.3 mA·h·g?1的可逆容量，且在高倍率下该材料比石墨化石油焦材料显现出更好储锂性能，这归功于石墨化无烟煤较为规则高度有序的表面结构。在不同倍率循环后电流密度恢复到0.1C时容量基本无衰减，100圈循环后可逆容量保持率高达93.8%，基本与石墨化石油焦负极相当，拥有优异的循环稳定性。无烟煤基石墨在容量、倍率性能及循环稳定性上基本接近甚至超过石墨化石油焦。本研究表明，采用优质无烟煤作为原料生产锂离子电池负极材料具有潜在的研究价值和广阔的商业前景

基于前驱体合成与氨气氮化两步法，通过对前驱体合成关键参数B源/N源比、分散剂种类、前驱体干燥方式进行调控，实现了大比表面积、少层氮化硼纳米片材料的制备。其优化条件为以硼酸为硼源，尿素为氮源，硼酸与尿素摩尔比为1∶30，甲醇和去离子水作为分散剂，利用真空冷冻干燥方式合成前驱体。将前驱体在氨气气氛下900 ℃保温3 h合成了氮化硼纳米片。利用X射线衍射测试、X射线光电子能谱测试、拉曼光谱测试、热重分析测试等对合成产物进行了物相和结构表征，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、氮气吸脱附曲线等对合成产物进行了形貌及比表面积表征。结果表明：合成的氮化硼为六方氮化硼纳米片（h-BNNSs），纯度高，形貌类石墨烯，层数为2～4层，厚度平均为1 nm，比表面积为871.8 m2·g?1，单次产物质量平均可达240 mg，合成产物平均产率可达96.7%。该方法简单易操作，实现了大比表面积少层氮化硼的制备，有助于氮化硼在各应用领域的研究，如氮化硼/石墨烯复合材料、纳米电子器件、污染物的吸附、储氢等