碳酸钙晶须合成过程中可溶性磷酸盐的作用机理研究

以可溶性磷酸盐为控制剂,一步碳化法制备了文石相碳酸钙晶须。借助于XRD和FTIR,分析了可溶性磷酸盐在碳酸钙晶须合成过程中的作用机理。研究结果表明：通入CO₂进行碳化反应前,可溶性磷酸盐与Ca(OH)₂反应生成了热力学上最稳定的磷酸钙化合物——羟基磷灰石;在通入CO₂初期,[CO₃^2-(OH)]进入到羟基磷灰石的晶格,部分替代[PO₄^3-],生成碳酸羟基磷灰石,然后以此为结晶中心诱导文石相的异相成核,Ca²⁺、CO₃^2-不断叠加,进而生长为碳酸钙晶须。     

一步法制备纳米氧化锌的形成机理

以氯化锌和氢氧化钠为原料,采用直接水解一步法制备了针状和球形纳米氧化锌.借助于XRD、TEM等测试手段,对纳米氧化锌粉体的制备条件和其对粒度、形貌的影响进行了分析研究.利用负离子配位多面体生长基元理论模型,解释了直接水解合成氧化锌纳米晶体的形成机理和生长习性.研究结果表明,一步法直接合成纳米氧化锌的结晶过程遵循溶解-结晶-聚集生长机理模型;ZnO为极性晶体,具有极性生长特性,其成核过程包括均相成核和非均相成核.     

半水硫酸钙晶须稳定化研究

使用多种稳定剂对半水硫酸钙晶须进行稳定化处理,研究了稳定剂用量、稳定化处理温度和时间等对半水硫酸钙晶须稳定性的影响。通过FTIR、SEM、DSC-TG和XRD对稳定化处理后的产物进行了表征,结果表明：在油酸钠用量0.3%,稳定化处理温度100 ℃,稳定化处理时间20 min的条件下,实现了半水硫酸钙晶须的稳定;油酸钠在晶须表面的吸附既有物理吸附又有化学吸附,并通过化学吸附在晶须表面形成了油酸钙。     

TiO2 .nH2O凝胶预处理对水热合成SrTiO3粉的影响

以TiCl4为钛源,首先制备TiO2*nH2O凝胶,然后在80℃的水热条件下制备了SrTiO3粉.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(FTIR)研究了TiO2*nH2O凝胶水洗方式、阴离子(Cl-和NO3-)以及TiO2*nH2O热处理对SrTiO3粉性能的影响.结果表明,水洗和热处理都能使TiO2*nH2O凝胶产生晶化;TiO2*nH2O的晶化程度对产物SrTiO3颗粒的粒度和粒度分布有很大影响,以非晶质TiO2*nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度大且粒度分布宽.以结晶TiO2*nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度小且粒度分布窄,而且可以得到纳米颗粒.水热反应液相中存在Cl-或NO3-能使产物SrTiO3颗粒粒度稍有增大.综合以上结果,TiO2*nH2O凝胶水洗对产物颗粒的影响主要是由于使凝胶产生了晶化,而由阴离子脱除产生的影响很小.因此,在不考虑阴离子对其它工程化影响(如设备腐蚀等)的前提下,可采用热处理代替水洗.     

TiO2 *nH2 O凝胶预处理对水热合成SrTiO3 粉的影响

以TiCl4为钛源, 首先制备TiO2 * nH2O凝胶, 然后在80℃的水热条件下制备了SrTiO3粉.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(FTIR)研究了TiO2 * nH2O凝胶水洗方式、阴离子(Cl-和NO3-)以及TiO2 * nH2O热处理对SrTiO3粉性能的影响.结果表明, 水洗和热处理都能使TiO2 * nH2O凝胶产生晶化; TiO2 * nH2O的晶化程度对产物SrTiO3颗粒的粒度和粒度分布有很大影响,以非晶质TiO2 * nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度大且粒度分布宽.以结晶TiO2 * nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度小且粒度分布窄,而且可以得到纳米颗粒.水热反应液相中存在Cl-或NO3-能使产物SrTiO3颗粒粒度稍有增大.综合以上结果, TiO2 * nH2O凝胶水洗对产物颗粒的影响主要是由于使凝胶产生了晶化,而由阴离子脱除产生的影响很小.因此,在不考虑阴离子对其它工程化影响(如设备腐蚀等)的前提下,可采用热处理代替水洗.     

树脂基硅灰石复合材料的研究进展

我国是硅灰石资源大国，硅灰石在各种树脂中有广泛的应用。影响树脂基硅灰石复合材料性能的因素有很多，本文从聚合物基体和硅灰石填料两个方面对国内外部分树脂基硅灰石复合材料的研究成果进行了综述，探讨了硅灰石增强增韧聚烯烃的方法和机理，并追踪了国内外的最新研究动态。     

纳米CaCO3负载过渡金属CVD法制备多壁碳纳米管的研究

以纳米碳酸钙粉体为载体,用浸渍法制备了可用于化学气相沉积(CVD)法制备碳纳米管的高产率催化剂.应用FESEM,HRTEM,TEM,XRD和激光拉曼谱对产物进行了表征.结果表明,由于纳米碳酸钙具有较大的比表面积,可高密度地承载催化剂活性组分.在碳纳米管生长初期,处于缓慢分解状态的纳米碳酸钙才能有效地起到载体作用,且反应温度为700～750℃时,碳纳米管的产率较高.Fe-Co双金属催化剂在700℃,催化生长60min后,可增重10倍,而且产物中无定形碳含量极少.纳米碳酸钙载体易于提纯,用质量分数为30%的硝酸超声提纯粗产品1h,可使纯度提高到97%,且不破坏碳纳米管结构.     

超细碳酸钙的结晶过程及不同形貌超细碳酸钙的合成

在不加添加剂的条件下 ,对超细碳酸钙CaCO3的结晶过程进行了研究。结果表明 :CaCO3的结晶过程是先形成线束状物 ,随着碳化反应的继续 ,线束状物断裂 ,最后得到粒径为 4 0～ 70nm的立方颗粒。通过加入添加剂 ,分别合成了短链状和棒状CaCO3,并且对它们的形成机理进行了分析。     

基于XRD和SEM的含碳微细粒金矿氧化焙烧机理研究

含碳微细粒金矿是世界难处理金矿主要类型,且储量巨大,矿石中的有机碳、石墨碳能吸附溶液中的金氰络合物,因而含碳金矿在浸出之前需进行预处理。氧化焙烧是应用时间最长、可靠性和适应性最好的预处理工艺,已经成功的用于生产实践。针对传统氧化焙烧法存在生产成本高,收尘系统复杂等不足,近年来国内外学者在焙烧工艺和设备方面进行了大量的研究工作,取得了丰硕的研究成果,为氧化焙烧技术的发展注入了新的活力。但关于焙烧理论方面的研究较少,研究方法也比较单一,尤其是对于焙烧过程的相关理论研究比较薄弱,这在一定程度上影响了氧化焙烧技术的发展。焙烧时间是影响焙烧效果的关键因素,决定化学反应进度及物相变化程度。在不同时间条件下(焙烧温度650 ℃),对含碳微细粒金矿石进行焙烧-浸出试验,首次采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和孔结构分析等手段对含碳金矿及焙砂进行分析表征,进而揭示氧化焙烧过程中碳质物的氧化、矿石晶体结构变化、物相变化等对金浸出效果的影响机理。工艺矿物学研究表明： 矿石中主要矿物有石英、白云石、方解石、绢云母、高岭石、黄铁矿和石墨等;矿石中自然金粒度微细,以5～10 μm粒级为主,部分微粒自然金被石英、碳质组成的碎屑包裹;碳质(有机碳和石墨碳)含量高、粒度细,且与脉石矿物紧密共生。焙烧-浸出试验结果表明： 原矿直接浸出时,金浸出率仅为12.50%,碳质的“劫金”作用显著;随着焙烧时间的增加,金的浸出率先逐渐增大后变化平稳,焙烧时间为2 h时,金浸出率最高;当焙烧时间为1 h 时,绢云母发生了脱羟基变化,高岭石分解生成蒙脱石,黄铁矿氧化为赤铁矿,碳质(有机碳和石墨碳)氧化且产生CO₂,但未完全氧化,此时焙砂中石英的d₁₀₀和d₁₀₁值以及平均孔径较小,不利于浸出剂的扩散,导致金浸出率仅为58.09%;当焙烧时间为1.5 h 时,白云石开始分解,碳质已完全燃烧,产生的CO₂使微孔数量增多,有利于浸出剂的扩散,此时金浸出率增加到73.34%;当焙烧时间为2 h时,白云石分解较完全,焙砂中有MgO生成,此时焙砂中石英的d₁₀₁值达到最大值(4.255 03 nm),焙砂松散密度变大且孔容和平均孔径达到最大值,分别为0.009 954 cm3·g-1和6.640 80 nm,焙砂中产生的微孔最多,增加了浸出剂的扩散通道,有利于金的浸出,金浸出率也达到了最大值(91.28%);当焙烧时间为3 h时,焙砂表面生成Ca₂SiO₄和CaSO₄等在高温时易形成低熔点物质,发生微弱的烧结现象,导致颗粒内部的微孔被填充、闭合,微孔减少,孔容和平均孔径降低,内部结构变得致密,不利于浸出剂的扩散,同时造成金的浸出率下降。