粉煤灰物理化学性能评述

引言粉煤灰是一种烧粘土质、人工火山灰质材料。它主要由四种颗粒组成:即铝硅酸盐、石英、氧化铁(磁铁矿及赤铁矿)和硫酸盐。在常温或升温条件下,粉煤灰可与石灰以及水泥水化反应析出的氢氧化钙Ca(OH)_2反应,这时粉煤灰中的玻璃体慢慢地溶解在饱和的石灰溶液中,生成水化硅酸钙凝胶,与C_3A反应生成水化铝硅酸钙凝胶。这说明粉煤灰具有     

高纯度铝酸三钙的制备

以碳酸钙、氢氧化钙和氧化铝为原材料,选用不同煅烧温度、保温时间及煅烧次数,确定制备高纯度铝酸三钙(C3A)的方法。经X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,结果表明:最佳制备方法为以氢氧化钙为钙质原料、氧化铝为铝质原料,煅烧温度为1 320℃,保温时间为3 h,经3次煅烧研磨得w(f-CaO)为0.45%的高纯度C3A;水化10 min的C3A具有较高的水化活性。     

玉米秸秆燃烧灰分中矿物演变及灰熔融特性

为研究生物质燃烧过程中矿物演变及灰熔融特性,对玉米秸秆进行热重(thermogravity,TG)及灰熔融烧结实验,并对在600、700、800、900℃下制备的玉米秸秆的灰样进行X射线荧光、X射线衍射分析.结果表明:玉米秸秆在293℃和450℃失重明显,失重率分别为33%和79%;600℃时基本燃烧完全;钾、钠及氯元素因其易挥发特性,随着温度的升高其含量逐渐下降,碱土金属元素含量随温度的升高而增加,氯化物随着温度的升高而逐渐挥发,碱土金属物质主要生成硫酸盐、硅酸盐及硅酸铝盐类化合物.     

天然火山灰开发利用前景预测

火山灰（浮石）是酸性火山岩,硬度为6、密度为400kg/m3～1000kg/m3,以轻质多孔、具有良好的保温隔热性能、多孔而间壁锋利,内摩擦性能好。火山灰含有较高的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。所谓火山灰活性反应是指这些组分与氢氧化钙反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物,使火山灰具有一定的天然活性,经加工后是较好的水硬性胶凝材料。     

La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ的柠檬酸盐法制备及其电性能

采用柠檬酸盐法合成了La06Sr0.4Co0.2Fe08O3-δ(LSCF6428)粉体材料.经XRD分析凝胶在1 100℃煅烧时,转变为正交钙钛矿结构的纯相产物,与固相反应法采用1 250℃的烧结温度相比,柠檬酸盐法能有效降低粉体的烧结温度.实验结果表明,在500～700℃中温范围内,LSCF6428样品在空气气氛中的电导率均超过了100S·cm-1,且随温度的升高,样品的电导率在500℃附近出现极值,达到100S·cm-1.其导电机理可以用p型小极化子绝热空隙理论来解释.     

生活垃圾焚烧炉渣集料的胶凝特征

为研究垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的胶凝特征,以强度试验分析BAA的水硬性和火山灰活性,并采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析微观作用机理.结果表明,BAA含有水泥熟料矿物和活性SiO_2、Al_2O_3,体现出水硬性和火山灰活性特征.BAA中水泥熟料矿物遇水发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Ca(OH)_2,活性SiO_2、Al_2O_3在Ca(OH)_2激发作用下发生火山灰反应生成C-S-H凝胶、水化硅铝酸钙等水化产物;BAA与水泥、水混合后,除上述反应外,活性Al_2O_3在硫酸盐激发下也发生火山灰反应生成钙矾石.BAA在水泥中的火山灰反应有一定延后性.湿法处理、长时间堆放BAA的胶凝活性分别较干法处理、短时间堆放BAA低.     

氧化铝熟料溶出过程二次反应的热力学讨论

对氧化铝熟料溶出过程涉及的二次反应进行了热力学计算和讨论。对原硅酸钙在铝酸钠溶液中的稳定性、硅酸钙与铝酸钠溶液的反应、水化石榴石与NaOH和Na₂CO₃作用和原硅酸钙水化反应分别进行了热力学分析。结果表明，原硅酸钙、硅酸钙在NaOH、Na₂CO₃和NaAl(OH)₄这3种溶液成分中的稳定性是不同的；温度升高，NaOH、Na₂CO₃溶液分解水化石榴石的趋势变大，饱和系数较大的水化石榴石稳定性好于饱和系数较小的，水化石榴石在NaOH中的稳定性强于在Na₂CO₃溶液中的；低温下原硅酸钙最有可能水化成2CaO·SiO₂·1.17H₂O和4CaO·3SiO₂·1.5H₂O。     

自制低温稻壳灰的火山灰活性及配置UHPC的强度研究

将自制低温稻壳灰(L-RHA)、纳米氧化硅(Nano-SiO2)、某厂家提供的稻壳灰(O-RHA)和硅灰(SF)分别进行氢氧化钙吸附试验、二次水化试验以及多种掺配制超高性能混凝土(UHPC)的力学性能实验.结果表明:火山灰活性关系为Nano-SiO2>L-RHA>SF>O-RHA;平均粒径为5.9μm的L-RHA微孔结构能够蓄水且在水泥水化过程中可提供水泥水化所需的部分水分,起到内养护的作用;SF颗粒小,填充效果好,而L-RHA火山灰效应好,二者共同作用要优于单一作用.     

铁铈高温煤气脱硫剂及其载体特性的表征

以辽宁阜新煤矸石热电厂收集的不同粒度和组分粉煤灰样品为载体,铁铈氧化物混合物为活性组分,高岭土为粘结剂.经过机械混合,成型,干燥和高温煅烧,制备出柱状样品,在120℃条件下干燥4h,再700℃煅烧8h.制备了铁铈复合高温煤气脱硫剂,利用成分分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等分析测试手段对制备的铁基高温脱硫剂及其载体进行了表征.结果表明以粉煤灰为载体的铁铈高温煤气脱硫剂在400-600oC温度范围内具有良好的硫化活性.     

成熟度法预测混凝土强度的机理分析

为了从微观层面分析成熟度与强度之间的相关性,文章从成熟度与水化产物生成量之间的关系研究混凝土强度预测机理,并对成熟度规则进行验证;采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析不同养护温度下各龄期水泥石中各物相组成,并通过积分强度法确定各物相的相对生成量。实验结果表明：氢氧化钙的相对生成量随着成熟度值增大而增大,钙矾石的相对生成量随着成熟度值增大呈先增大而后减小的趋势,且不受水泥石所经历的温度历程影响,水化硅酸钙的相对生成量与氢氧化钙具有相同规律;成熟度相等时,不同温度历程下的水泥石中氢氧化钙、钙矾石的相对生成量大致相等。     

热处理温度和气氛对BiFeO_3陶瓷物相的影响

用溶胶凝胶法制备了BiFeO3前驱体,经不同温度(500~800℃)、不同气氛(O2和N2)煅烧得到了BiFeO3粉体,并在O2或N2气氛条件下烧结制备了BiFeO3陶瓷。用X射线衍射对比研究了不同气氛条件下BiFeO3陶瓷的物相组成。结果显示,在O2或N2中700℃煅烧的BiFeO3粉体在N2中800℃烧结可以得到纯相的BiFeO3陶瓷。实验表明BiFeO3粉体的煅烧温度及烧结过程中采用的气氛对BiFeO3陶瓷的物相组成有重要影响。     

低温密封法制备玉米秸秆不同部位生物炭及特性比较

针对玉米秸秆利用困难问题,探索玉米秸秆制备生物炭工艺及其理化性能,采用密封限氧法,以玉米秸秆皮、瓤、根为研究对象,分别在300 ℃/45 min、500 ℃/ 30 min、700 ℃/15 min条件下制备生物炭并分析其特性,包括炭产率、pH值、灰分含量、红外光谱和扫描电镜分析。结果表明：在300~700 ℃时,随温度升高,炭产率降低,热解失重速率先增后减,pH值均升高;相同条件下,生物炭特征吸收峰基本相同,表现为表面官能团总量减少,酸性官能团降低,碱性官能团增加。综合分析,秸秆根生物炭与秸秆瓤、秸秆皮生物炭材料功能性相近,研究结果可为玉米秸秆根部的资源化利用提供理论依据和技术支持。     

稻壳灰制备条件对稳固化垃圾飞灰重金属的影响

为了实现稻壳的资源化利用以及垃圾飞灰的无害化处理,以不同煅烧条件制得的稻壳灰作为中温热处理垃圾飞灰稳固化重金属的添加剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜以及BCR逐级提取法,探究不同的煅烧温度和时间下制得的稻壳灰对飞灰重金属稳固化的影响.研究结果表明:煅烧温度为500℃时,处理样中Pb和Zn的浸出质量浓度均随稻壳煅烧时间的延长逐渐降低;当煅烧温度在600～800℃时,Pb和Zn的浸出质量浓度均随着稻壳煅烧时间的延长先降低后升高.稻壳煅烧条件对稻壳灰的反应活性以及稳固化重金属效果有重要影响.经稻壳灰热处理后新生成Fluorellestadite相(Ca_(10)(SiO_4)_3(SO_4)_3F_2)和Ca_3SiO_5等,此类晶体结构有利于实现对重金属的包裹;热处理后飞灰的重金属中不稳定的酸溶态转化为稳定的可氧化态和残渣态,从而实现飞灰重金属的稳固化.     

水硬性矿物磷铝酸钙晶体的形成过程研究

采用溶胶-凝胶法及固相反应法合成水硬性矿物三元磷铝酸钙晶体(CAP),不同温度与保温时间制得样品分别采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、能量色散X射线谱进行分析,研究煅烧条件对CAP晶体形成的影响,对CAP在最佳煅烧温度时的形成动力学进行初步研究。结果表明,当煅烧温度为1 590℃,保温时间超过0.5 h时,CAP可以大量合成,所得矿物样品中的CAP结晶度高,晶粒尺寸较大,形貌较为完整;形成动力学方程显示,煅烧温度为1 590℃时CAP形成受混合控制,其描述方程为经验方程,同时Glinstling方程(球形模型)也可对其进行描述。     

尖晶石型LiMn2O4的制备及结构研究

将LiNO3和以沉淀法制备的Mn3O4按一定比例混合制成样品，在空气气氛中分别以不同温度（300℃，400℃，500℃和700℃）进行烧结合成。利用差热－热重分析、X射线衍射、电子能谱及Raman光谱等测试手段对材料的结构及其随烧结温度变化情况进行了研究。首次观察到尖晶石型LiMn2O4的Raman特征峰。研究表明，低温烧结得到的样品为富氧的尖晶石型LiMn2O4；随着烧结温度的升高，结构中多余的氧逐渐放出，晶胞参数增大，晶体的结合能和晶格振动能增强。     

秸秆灰掺加对水泥基引气节能砂浆影响的研究

秸秆灰中含有大量的Si O2,而且具有很大的比表面积,比水泥和矿粉的比表面积都大,具有一定的火山灰性.将秸秆灰按照不同比例等量取代引气节能砂浆中的水泥,测定取代后的引气节能砂浆的含气量、工作性和强度的变化规律.通过试验发现,随着秸秆灰对水泥取代量的增加,引气节能砂浆的含气量逐渐降低,稠度降低,分层度下降,强度降低,经分析,秸秆灰的添加对引气节能砂浆的早期强度有一定的增强作用,但是对后期强度增长影响不大.     

新型固体电解质Li_3PO_4-LiAlO_2的合成及其电化学性能研究

采用固相合成法制备了Li3PO4-LiAlO2固态锂离子电解质材料.研究了摩尔配比、煅烧温度对产物相组成、颗粒形貌、电性能的影响.结果表明:当P/Al化学计量比为1∶1时,煅烧后试样中存在片状的γ-LiAlO2和球状的γ-Li3PO4两相,粒径约为0.5~1μm.当P/Al化学计量比为3∶1时,煅烧后试样主要是Al掺杂的球状γ-Li3PO4固溶体.此样品1 000℃煅烧后,离子电导率为6.4×10-5S/cm,说明Al掺杂能有效提高γ-Li3PO4无机固体电解质离子电导率.1 100℃煅烧后,样品锂离子电导率降低.循环伏安曲线研究表明,Al掺杂γ-Li3PO4无机固体电解质样品在饱和LiNO3水溶液中具有较好的可逆性,其电化学窗口达到1.5V.     

掺钛BiFeO3催化剂的制备及其光催化性能

利用钛掺杂对BiFeO_3改性,采用溶胶凝胶法制备,研究了不同煅烧温度和不同钛掺杂量Ti-BiFeO_3催化剂的光催化性能。利用XRD、SEM和UV-Vis DRS对制备的样品进行表征,分析样品的晶相、形貌和其对光的吸收性能。结果表明:煅烧温度700℃时得到的样品晶相纯度高;掺钛量为10%,煅烧温度为700℃时所得样品微观形貌较规整、颗粒尺寸较小且分散性较好。以亚甲基蓝为目标降解物,Ti-BiFeO_3的光催化表明,钛掺杂能有效地提高BiFeO_3的光催化活性。     

退火温度对Cu、Co共掺ZnO多层膜结构与磁性的影响

以Si片为衬底,利用磁控溅射法制备了Cu、Co共掺ZnO多层膜样品,并在氩气气氛下选取500℃、550℃、600℃和650℃作为退火温度进行退火处理.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)对所制备样品的结构、元素的化学价态和样品的磁性进行研究.结果表明,退火温度对Cu、Co共掺ZnO多层膜样品的结构及饱和磁化强度产生了一定的影响.     

氧化锡/活性炭纤维复合材料的制备与表征

以管状木棉活性炭纤维(ACFs)为载体,四氯化锡与磷酸的混合溶液为浸渍溶液,采用浸渍和煅烧工艺制备负载氧化锡的活性炭纤维(SnO2/ACFs),以提高SnO2的光催化降解效率。经扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品测试表明,纳米尺度的SnO2在活性炭纤维载体上得到合成,SnO2/ACFs催化剂保留了ACFs的纤维状形貌。吸附和光催化实验显示,制备过程中较高的煅烧温度在一定程度上损害活性炭纤维的吸附能力,300℃下煅烧1 h制备的AS90(ACFs与SnO2的质量比为90∶10)的光催化性能最佳,且SnO2和活性炭纤维的协同作用最佳,SnO2降解亚甲基蓝效率得到提高。