以纤维素为原料，通过在氮气氛下炭化和水蒸气活化得到纤维素基炭。采用热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射及低温N2吸附测试手段研究了纤维素的炭化和活化过程以及过程中炭微晶结构和比表面积的变化。纤维素分子结构中的C-OH、C-O-C、C-H等基团在280~380℃之间大量分解，380℃后少量裂解产生的小分子碎片或基团持续分解，同时碳元素发生结构重排，形成石墨微晶。炭化温度是影响纤维素基活性炭微晶结构及孔结构的关键因素，随炭化温度的升高，石墨微晶尺寸变大，孔结构得到发育，但活性炭的比表面积则呈先增加后下降趋势，当炭化温度为600℃时所得活性炭比表面积最大；炭化时间对炭微晶结构及比表面积的影响不显著；随着活化时间的延长，先是炭结构中的非微晶碳被氧化，比表面积及总孔容积变大，然后微晶碳被氧化，微晶结构被破坏，炭中部分微孔变成中孔或大孔，导致比表面积及总孔容积变小，当微晶间的非微晶碳被充分氧化而又不破坏原微晶结构时得到的炭孔隙最丰富

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

研究了在0.2 T的磁场作用下,采用微乳液法以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,大分子磺基水杨酸(SSA)为掺杂剂制备导电聚苯胺(PAn),并结合红外光谱、X射线衍射、粒径分析、电导率等手段对其结构及性能进行表征.结果显示:磁场作用可以提高PAn的电导率、掺杂度和腐蚀电位,但对PAn基本单元结构没有影响;与无磁场条件下合成的PAn相比,磁场条件下合成的PAn具有更高的结晶度和明显的微观取向结构,且反应时间从3 h减少到2 h,掺杂酸浓度(CSSA)从0.4 mol·L-1减小到0.3 mol·L-1,乳化剂与苯胺单体的摩尔比(nSDBS/nAn)从0.6减少到0.45,PAn的电导率从0.85 S·cm-1增加到1.55 S·cm-1

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

测试了阴离子型低相对分子质量聚丙烯酰胺PAM A401作用对煤及高岭石絮体表观粒径分布、样品红外光谱以及表面润湿性的影响,并通过浮选速度实验验证PAM A401的作用效果.研究表明,12 mg·L-1PAM A401且循环搅拌11 min时,煤絮体累积粒度分布达到10%、50%和90%时对应的粒径分别是高岭石絮体的6.86、2.22和2.45倍,呈较好的絮凝选择性.吸附PAM A401后,煤的亲水性官能团特征峰增强,疏水性降低;高岭石的亲、疏水性官能团均有增加,疏水性略高.与常规浮选相比,选择性絮凝浮选实验的浮选速率较大,捕收剂用量降低30%.浮选3 min时,选择性絮凝浮选实验的可燃体回收率为81.57%,较常规浮选实验高3.64%,精煤灰分相当.PAM A401虽使煤颗粒的表面润湿性降低,但微细粒煤颗粒表观粒径增大的效应促进微细粒煤泥的分选

以工业TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂,采用水热均匀沉淀及其后续的掺氮热处理方法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉体.分别采用XRD、XPS、BET、UV-VisDRS、FT-IR、TEM等方法对所制备的粉体进行了表征.以电子节能灯为光源、亚甲基蓝溶液为目标污染物研究了所制备产物的光催化活性.结果表明,水热粉体产物在900℃以下均为纯锐钛矿相,1000℃时几乎全部转变为金红石相;由XRD计算得出的颗粒尺寸与TEM的分析结果基本一致;以尿素为氮源,热处理水热粉体的XPS分析表明,N1s峰在399eV处,红外光谱进一步确认是氮取代了二氧化钛中少量晶格氧,形成TiO2-xNy(y ≥ x);UV-VisDRS分析显示,热处理并加入活性氮源对于吸收边的红移及降低光生电子的复合几率是必要的;水热粉体在热处理前BET为266.490m2·g-1,热处理掺氮后为144.908m2·g-1;光催化实验结果显示热处理掺氮粉体表现出较高的可见光光催化活性

用实验室模拟废水和焦化废水研究了废水中其他成分对氨氮沉淀物结晶状态的影响．X射线衍射结果表明,模拟废水中生成的氨氮沉淀物是非晶态的,而焦化废水中的沉淀物是晶态的磷酸铵镁．红外光谱测试结果表明,pH值影响捕收剂十二酸钠或油酸钠与沉淀物的作用机理,pH=9时捕收剂在沉淀物表面发生物理吸附,而pH=11时发生化学吸附．模拟废水中氨氮沉淀物以油酸钠为捕收剂较好,而焦化废水中的氨氮沉淀物以十二酸钠为较好,其原因是沉淀物的结晶状态不同．

利用矿渣-钢渣基胶凝材料（简称冶金渣胶凝材料）代替传统充填料中使用的水泥作为胶结剂,掺入含铅尾砂制成胶结充填料试样,通过流动度和抗压强度表征其工作性能,通过Pb2+浸出质量浓度表征其固化效果,通过X射线衍射、红外光谱、差示扫描量热法等手段分析其物相组成,并与P·I 42.5硅酸盐水泥作对比.在相同条件下,冶金渣胶凝材料试样的流动度平均高出水泥50 mm,且28 d强度符合一般矿山3.0 MPa的要求.冶金渣胶凝材料试样28 d龄期铅浸出质量浓度低于地下水环境质量标准Ⅲ类水0.05 mg·L-1的限值,而水泥为0.1 mg·L-1左右.冶金渣固化铅性能优于水泥的机理在于冶金渣胶凝材料水化生成更多钙矾石.此外,冶金渣胶凝材料水化产物可能存在类沸石相,更有利于吸附固化PbPb2+

采用溶胶-凝胶法制备TiO2、ZrO2和不同比例TiO2-ZrO2等载体，超声波浸渍负载一定量的Ce-Mn活性组分.通过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和比表面积（BET）法对催化剂进行表征，并考察催化剂的氨气低温催化还原NOx的活性.结果表明，TiO2-ZrO2（3：1，摩尔比）载体为介孔材料，颗粒粒径较小且高度分散，比表面积高达151 m2·g-1.由于Zr4＋取代Ti4＋掺杂进入TiO2晶格内，导致其晶格畸变，抑制TiO2晶型转变，获得了良好的热稳定性，加之活性组分以无定形态存在，催化剂表面存在Ce3＋/Ce4＋氧化还原电对，从而提高催化剂的低温催化还原活性.在550℃下焙烧的催化剂10% Ce（0.4）-Mn/TiO2-ZrO2（3：1）的活性最高，其在140℃、体积空速67000 h-1的条件下，NOx的转化率达到99.28%.140℃时单独通入体积分数为10%的H2O以及同时通入体积分数为10% H2O和2×10-4 SO2，催化剂显示出较强的抗H2O和SO2中毒能力

以氙灯为光源,对丙烯酸聚氨酯涂层/碳钢体系进行人工加速老化实验,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学显微镜和光泽仪对老化的涂层进行分析表征,用盐雾实验测试涂层老化后的防腐性能,初步探讨了光辐射对涂层保护性能的影响.结果表明,不同老化周期的体系在盐雾实验后,表面涂层的保护状态均基本完好,但膜下金属腐蚀程度随老化时间的增加而加剧.其原因是:光辐射使涂层中C—N键断裂,且随老化时间的延长,涂层表面粗糙程度增加,光泽度下降;涂层化学结构及表面状态的变化加速了腐蚀介质在涂层中的渗透,从而导致膜下金属腐蚀加重