CaCO3粉末表面光聚合处理的研究

采用表面光聚合技术处理CaCO₃粉末,研究了反应温度、时间、单体浓度等对丙烯酰胺(AAM)在CaCO₃粉末表面光聚合的影响,并采用X光电子能谱(ESCA)、粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)和模型模拟分析等研究了表面光聚合处理碳酸钙(CaCO₃)的结构.结果表明:紫外光能有效地引发AAM在CaCO₃粒子表面聚合.经光聚合处理后,CaCO₃粒子表面形成了聚丙烯酰胺(PAAM)包覆层,该包覆层与CaCO₃粒子结合紧密,不能被溶剂洗涤清除.光聚合处理后CaCO₃粒子表面较光滑,分散性可得到提高,CaCO₃粒子粒径增大.     

聚己内酯-b-聚丙烯酸胶束溶液对碳酸钙结晶的研究

以CaCl₂和Na₂CO₃为原料, 研究CaCO₃在聚己内酯-b-聚丙烯酸(PCL-b-PAA)胶束溶液中的结晶行为, 并探讨胶束溶液浓度对CaCO₃晶体组成及其形貌的影响. 采用氢核磁共振谱(¹H NMR)、透射电子显微镜(TEM), 傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线粉末衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电导率等测试手段对聚合物结构、胶束形貌和CaCO₃晶型及形貌进行表征. 结果表明, PCL-b-PAA胶束影响了CaCO₃的结晶过程, 得到了不易在水中存在的处于亚稳态的球霰石型CaCO₃晶体. 随胶束浓度的增加, 球霰石型CaCO₃的含量先增加而后减少|CaCO₃晶体的主要形貌由无规则形转变为球形.     

Top-down法评定EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度

依据Top-down技术中的质控图法对EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度进行评定。利用2021年质控样标准物质GBW 07333、GBW 07314和GBW 07316中CaCO₃测定值的时序数据进行评定,3组时序数据正态统计量A^2*(s)和独立性统计量A^2*(R_M)均小于1,CaCO₃测定值、A_EWMi和移动极差控制图没有失控点,3组时序数据处于受控状态。当CaCO₃质量分数分别为2.05%、6.20%和38.56%时,计算得其扩展不确定度分别为0.08%、0.07%和0.20%。将测量不确定度与对应含量值进行线性拟合建立了不确定度预测模型,GBW 07309和GBW 07334中CaCO₃的测量不确定度预测值分别为0.09%和0.18%,预测值与Top-down技术获取的评定结果较为吻合。     

碳酸钙模板法制备高分子微球

模板法是一种制备粒径可控、形貌均一微球的有效途径。以球霰石形态存在的CaCO₃多孔微球具有生物相容、孔径均一,以及可在温和条件下分解等优点,适用于作为模板制备微球。本文在对CaCO₃模板进行简单介绍的基础上,从原料选取与应用角度综述了用CaCO₃模板法制备微球的研究进展。常用的装载CaCO₃多孔微球的方法有物理吸附、共沉淀和渗透法等,所用原料有天然高分子(如多糖、蛋白质、DNA)和合成高分子(如聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯醇)。利用CaCO₃模版制备的微球具有多孔洞或空心结构,尺寸形貌均一可控,特别适用于制药、药物递送、生物传感器及化学分析等领域。预计随着纳米技术的发展和生物医药领域的需求将推动CaCO₃模板法的研究,以期通过该方法制备出应用领域更加广泛的微球。     

等规聚丁烯-1/硬脂酸改性CaCO3纳米粒子复合材料制备与性能研究

通过双螺杆挤出共混制备了等规聚丁烯-1（iPB-1）/硬脂酸改性CaCO₃纳米粒子复合材料,以扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、动态流变及拉伸、冲击和弯曲等手段对其结构和性能进行表征,考察了不同含量CaCO₃纳米粒子在加入2种不同相对分子质量iPB-1时的影响规律.结果显示CaCO₃纳米粒子在较低相对分子质量iPB-1中分散较好,所得复合材料的动态流变复数模量、储能模量、损耗模量及复数黏度等动态流变性能以及拉伸强度等力学性能均随CaCO₃纳米粒子用量增多而明显增加;而CaCO₃纳米粒子在较高相对分子质量iPB-1中分散较差,所得复合材料的动态流变性能和力学性能变化较小甚至没有影响.iPB-1短链因端链作用相对长链在链构象调整时更容易而链活动性更强且缠结弱,对CaCO₃纳米粒子填充更敏感;iPB-1长链则主要受链缠结主导限制了其链构象调整能力进而链活动性较低,表现为更“强”的“强流体”特性,进而降低了CaCO₃纳米粒子...     

添加助熔剂后朱集西煤灰熔融特性规律研究

以高灰熔点朱集西洗煤为对象,研究了助熔剂CaCO₃、Fe₂O₃、CaCO₃/Fe₂O₃复合助熔剂以及CaMg(CO₃)₂对其煤灰熔融特性的影响。结果表明,各助熔剂均可降低煤灰熔融温度,但助熔效果与助熔剂种类和添加量有关,采用CaCO₃/Fe₂O₃复合助熔剂以及CaMg(CO₃)₂在添加量较小时,助熔效果明显;利用FactSage热力学软件,分析了添加助熔剂对煤灰中矿物高温熔融行为的影响,为进一步掌握助熔剂的助熔机理提供理论帮助。     

粉体对分解炉内SNCR反应影响的研究

采用滴管炉反应器,针对钙基粉体对分解炉环境下SNCR反应的影响进行了研究。考察了NH₃和尿素两种还原剂对不同温度(600~1 100 ℃)、氨氮比(0.5~2.0)和氧浓度(0.5%~5.0%)下SNCR反应的影响。实验结果表明,生料、CaO和CaCO₃三种粉体都对分解炉条件下两种还原剂的SNCR反应均有抑制作用,低温下粉体的抑制作用较为明显,高温下粉体的抑制逐渐减弱。低温下生料的抑制作用强于CaCO₃和CaO,主要是生料中活性杂质的催化作用;高温下CaO的抑制作用最强,之后是CaCO₃和生料。随着氨氮比的增加,SNCR脱硝效率增强,粉体对脱硝效率的抑制程度基本不变。生料的最佳脱硝氧浓度为1%,而CaCO₃和CaO的最佳脱硝氧浓度为2%。有粉体存在下的SNCR反应特性是气相脱硝反应与还原剂气固催化氧化反应竞争的结果。     

胆固醇(Cholesterol)嵌入卵磷脂(PC)有序体后对其中CaCO3晶型结构的影响

在PC和Chol/PC有序体中进行CaCO₃沉淀反应,用X射线衍射和扫描电镜方法表征了反应物结构,研究了作为有机模板剂的不同分子有序体对CaCO₃的晶型和形态的指导作用.在反胶束合成中出纳米级CaCO₃颗粒.胆固醇对有序体有显著影响,进而影响此体系中形成的CaCO₃晶型,可诱导生成3种CaCO₃异构体:胶体CaCO₃、球霰石和方解石.方解石含量随胆固醇含量增加减少.     

聚谷氨酸接枝聚乙二醇@碳酸钙遮蔽体系用于提高聚乙烯亚胺基因转染效率

设计并合成了聚谷氨酸-聚乙二醇@碳酸钙(PPG@CaCO₃)纳米遮蔽体系,用于遮蔽聚乙烯亚胺(PEI)。一方面,聚谷氨酸-聚乙二醇(PPG)可以降低PEI引起的细胞毒性,更有利于体内应用;另一方面,CaCO₃可有效改善PPG导致的转染效率下降,并在一定程度上提高PEI的细胞转染效率。对比遮蔽体系PPG@CaCO₃和聚谷氨酸-聚乙二醇@磷酸钙[PPG@Ca₃(PO₄)₂]发现,PPG@CaCO₃在微酸性环境中释放二氧化碳气体是提高细胞转染效率的关键因素。小鼠体内循环实验表明,PPG@CaCO₃遮蔽体系可以增加载体在血液中的循环时间。因此,PPG@CaCO₃遮蔽体系对于改善阳离子类基因载体的体内应用起到重要作用。     

以葡聚糖为模板控制合成文石型碳酸钙

依据生物矿化的基本原理,在动态条件下以葡聚糖为模板,采用仿生的方法控制合成了具有独特形貌并含有少量葡聚糖的碳酸钙复合材料.用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)和电导率测定等手段对所得的复合碳酸钙进行了形貌与结构表征.结果表明,所得CaCO₃为文石晶型,外貌类似菜叶.进一步的研究发现,在CaCO₃结晶过程中葡聚糖与CaCO₃之间存在超分子相互作用,并讨论了这种作用的可能机理.     

番泻叶提取物制备及其阻垢缓蚀性能与作用机制研究

通过乙醇水溶液回流法制备了番泻叶(Folium Sennae)提取物(FSE),并用红外光谱对其进行了表征,采用静态阻垢、失重、电化学、扫描电镜及量子化学计算等方法分析了FSE的阻垢缓蚀性能及作用机制。实验表明,FSE对CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂的阻垢效率均能达到90%以上;FSE的浓度为600 mg·L^-1时,对碳钢在1 mol·L^-1 HCl溶液中的缓蚀效率可达87%;通过扫描电镜观察到加入FSE后,碳钢表面的腐蚀得到了明显的改善;电化学和量子化学计算研究表明,FSE对阳极和阴极均有抑制作用,是一种混合型缓蚀剂;其缓蚀机制是化合物分子以物理和化学混合吸附的方式在碳钢表面形成保护层阻止介质侵蚀,且吸附遵循Langmuir吸附等温模型。     

静电纺丝制备中空纤维原位固定化碳酸酐酶用于二氧化碳的吸收

考察了游离碳酸酐酶吸收CO₂水合体系反应条件, 并通过同轴共纺静电纺丝技术制备出中空结构纤维, 实现了碳酸酐酶在中空纤维中的原位包埋, 提高了酶的稳定性并便于回收和重复利用. 实验结果表明, 固定化碳酸酐酶的热稳定性显著增强, 受Cu²⁺和Fe³⁺等金属离子的抑制作用大幅度降低. 连续使用11次后所生成的CaCO₃沉淀量仍能达到首次使用的81.9%. 固定化酶体系生成的CaCO₃沉淀包括方解石型和球文石型2种晶形, 而无酶和加入游离碳酸酐酶的反应体系则主要生成方解石型CaCO₃沉淀.     

疏水双功能介孔固体酸的合成及其在乙酸乙酯酯化反应中的应用

通过水热合成法一步合成了具有不同疏水基团－CH₃ 、－(CH₃)₂ 和－(CH₃)₃的双功能介孔固体酸SBA-15-SO₃H－(CH₃)_x催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、N₂吸脱附、元素分析等方法对催化剂进行了表征,并在乙酸乙酯酯化反应中进行催化性能评价。结果表明,随着疏水前驱体中甲基数的增加,样品的疏水性增强。SBA-15-SO₃H-(CH₃)_x催化剂的催化活性随着疏水性的增强而提高,而具有较强疏水性的材料SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃在反应中具有较高的催化性能。以SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃为催化剂,酯化反应的最优条件为：温度为120℃,乙酸与乙醇摩尔比为4∶1,催化剂质量分数为1 %,反应时间为1h。在此条件下,乙醇的转化率和乙酸乙酯的选择性分别为93%和100%。     

典型钙/镁基吸附剂对二氧化硒吸附特性研究

针对钙/镁基矿物吸附剂的主要组分CaO、CaCO₃、MgO在500-800 ℃下对Se的吸附特性进行研究，并选取天然矿物方解石、白云石研究其对Se的吸附效果，且对矿物煅烧所得CaO进行吸附实验。结果表明，三种组分中CaO的吸附效果最佳，800 ℃时单位质量CaO对Se的吸附量可达368 mg/g。CaCO₃对Se的吸附在700 ℃时效果最佳且其吸附产物的热稳定性较好。镁基吸附剂仅在中温段对Se具有一定吸附效果。方解石对Se的吸附效果随温度变化趋势与CaCO₃相似，因其较好的孔隙结构，吸附效果略优于CaCO₃。煅烧方解石得到的F-sor对Se的吸附效果优于CaO和CaCO₃煅烧得到的C-sor，这与其良好的比表面积、孔隙结构与抗烧结能力有关，且F-sor吸附产物的热稳定性相对较好。F-sor对Se的吸附量最高可达403 mg/g。     

离子液体辅助合成AuPd纳米海绵及催化性能

在功能化离子液体氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑([HEmim]Cl)辅助下,在室温水溶液中一步快速合成了具有多孔海绵状结构的AuPd纳米材料.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDX)和X射线衍射分析(XRD)等对该材料进行了表征.结果表明,AuPd纳米海绵为合金结构,由表面粗糙的纳米颗粒聚集熔接而成.采用不同摩尔比(3∶1,1∶1或1∶3)的前驱物HAuCl₄和Na₂PdCl₄均可制备出海绵状AuPd合金结构.离子液体对AuPd纳米海绵状结构的形成起关键作用.在对硝基苯酚还原反应中,不同组成的AuPd纳米海绵均表现出比商用Pd/C催化剂更优异的性能.其中,Au₁Pd₃纳米海绵具有最高的催化活性,反应在98 s内即可完成,反应速率常数为0. 0143 s^-1,是商用Pd/C的2. 3倍.该方法也可用于制备其它双金属(如PdCu,PtCu等)和多金属纳米海绵.     

改性钆/硼/聚乙烯纳米复合材料的制备及对中子和伽马射线的屏蔽性能

采用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米氧化钆(nanoGd₂O₃)表面进行包覆改性, 通过热压成型法制备了一种新型的改性纳米氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯(M-nanoGd₂O₃/B₄C/HDPE)复合材料. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析结果表明, nanoGd₂O₃成功被偶联剂改性, 且改性nanoGd₂O₃在聚乙烯基体内的界面相容性和分散性显著提高. 热重分析(TGA)、 差示扫描量热分析(DSC)和力学拉伸实验表明, 改性nanoGd₂O₃的引入增强了复合材料的热稳定性, 提高了复合材料的拉伸强度、 杨氏模量和断裂伸长率. 对复合材料的中子和伽马射线屏蔽性能进行了实验测试和蒙特卡罗模拟计算, 研究了nanoGd₂O₃改性、 材料形状和材料厚度对屏蔽性能的影响. 结果表明, 界面相容性和分散性优良的nanoGd₂O₃能够有效提高中子及伽马射线屏蔽率. 方形M-nanoGd₂O₃/B₄C/HDPE材料在厚度为11.7 cm时中子屏蔽率达到90%, 在厚度为13.5 cm时伽马射线屏蔽率达到70%.     

三聚氰胺海绵的一步式协同超疏水改性及在油水分离中的应用

通过硝酸(HNO₃)实现两亲性三聚氰胺海绵(MS)的一步式协同超疏水改性, 从而得到了一种具有优异性能的油水分离材料——硝酸改性三聚氰胺海绵(HMMS). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对HMMS的结构、 形貌和组分进行了表征, 并对其表面润湿性、 机械性能、 吸附性能和油水分离性能等进行了研究. 结果表明, HMMS具有超疏水性, 以及优异的机械性能、 循环使用能力、 选择性吸附能力, 对油水混合物的连续分离效率可达6×10 ⁶ L?m ^-3?h ^-1, 并且可在苛刻的使用环境中保持稳定的物理化学性质.     

Au/N-g-C3N4复合材料的制备及其可见光催化产氢性能

首先以尿素和柠檬酸作为前驱体,通过热处理工艺合成N掺杂的g-C₃N₄(N-g-C₃N₄),然后利用化学还原的方法将Au沉积到N-g-C₃N₄表面,形成Au修饰的N掺杂的g-C₃N₄复合光催化材料(Au/N-g-C₃N₄)。通过XRD、XPS、TEM、UV-Vis和光电流测试对其进行了表征,与同等条件下制备的N-g-C₃N₄和g-C₃N₄相比,Au/N-g-C₃N₄具有更强的光吸收性能和更大的光电流。同时对材料的可见光产氢性能进行了研究,结果发现：当Au含量为1%时,复合材料呈现最佳的光催化产氢性能,其产氢速率为974μmol·g^-1·h ^-1,为N-g-C₃N₄     

Co3(HCOO)6@rGO 作为锂离子电池负极材料的研究

MOFs材料作为一类新型的锂离子电池电极材料而受到广泛关注和研究. 作者通过溶液扩散法将Co₃(HCOO)₆原位负载在 rGO（还原氧化石墨烯）上制备出Co₃(HCOO)₆@rGO复合材料. 将Co₃(HCOO)₆@rGO作为锂离子电池负极材料,以500 mA·g^-1的电流密度恒电流充放电循环 100 周后,仍然保持有 926 mAh·g^-1 的比容量,亦表现出很好的倍率性能. 循环伏安和X-射线光电子能谱测试表明,Co₃(HCOO)₆@rGO材料上的Co²⁺和甲酸根在充放电过程中均发生可逆的电化学反应. 对比同样采用溶液扩散法合成的 Co₃(HCOO)₆ 的测试结果发现,rGO起到活化甲酸根的电化学反应的作用,同时也改善了Co₃(HCOO)₆的倍率性能. 将MOFs材料与rGO复合为优化 MOFs 材料的电池性能提供了一个新思路.     

单斜层状LiMn0.97Al0.03O2-x(PO4)x材料的合成及其电化学性能

以Na₂CO₃, (CH₃CO₂)₂Mn·4H₂O, Al₂O₃, Na₃PO₄·12H₂O和CH₃COOLi·2H₂O为原料, 通过2次高温固相法和一步水热离子交换法得到一系列铝和磷掺杂的LiMn_0.97Al_0.03O₂, LiMnO_1.99(PO₄)_0.01和LiMn_0.97Al_0.03O_2-x(PO₄)_x(x=0.01, 0.03, 0.05)化合物. 用X射线衍射(XRD)表征了前驱体及交换产物的晶体结构, 用扫描电镜(SEM) 测定了晶体的形貌. 通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱及恒电流充放电测试, 研究了掺杂离子对合成材料结构及电化学性能的影响. 研究结果表明, Al-PO₄复合掺杂综合了Al³⁺掺杂提高材料的电化学反应活性和减低材料的电化学反应阻抗以及PO₄^3-掺杂增大材料的晶胞体积的特点, 提高材料中Li⁺的扩散能力, 有效地抑制了材料由于Jahn-Teller效应引起的结构畸变, 改性后的LiMnO₂正极材料既保持了较高的容量又获得了良好的电化学循环性能.