1 广西大学土木建筑工程学院,南宁 530004长沙理工大学土木工程学院,长沙 410114
2 长沙理工大学土木工程学院,长沙 410114
3 湖南省高速公路集团有限公司,长沙 410003
为了降低超高性能混凝土(UHPC)的黏度,提高其工作性能,借鉴表面化学的研究成果,选用具有亲水性官能团的氨基硅烷(KH550)作为UHPC混合料的辅助外加剂,在UHPC混合料组分或配合比不变条件下,研究了水解硅烷配合比和水解硅烷的掺量对UHPC力学性能和流变性能的影响,揭示了UHPC力学与流变性能的硅烷改性机制。结果表明:KH550适合在无水乙醇和去离子水(或自来水)的混合溶剂中水解,水解最佳的配合比(质量比)为m1 (KH550)∶m2 (去离子水或自来水)∶m3(无水乙醇)=1.0∶3.0∶(2.5~5.0),水解工艺为:三者混合后,用玻璃棒搅拌3 min,水解2 h以上;UHPC中的最佳硅烷掺量(按与UHPC中硅灰的质量比计)为1%;可以采用Bingham模型描述水解硅烷改性的UHPC的流变行为;基于水解硅烷改性的新拌UHPC流变性能大幅提升,但对力学性能的影响可忽略不计。
超高性能混凝土 硅烷 水解配合比 流变性能 力学性能 ultra high performance concrete silane hydrolysis mix proportion rheology mechanical performance
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060401
太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024
BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值, 但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO2/BiOCl复合光催化剂, 并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、电子顺磁共振等对其进行了表征, 采用300 W氙灯为模拟太阳光源, 评估了其光催化固氮性能。结果表明: 当复合催化剂中RuO2负载量达到0.2%(质量分数)时, RuO2/BiOCl具有更好的固氮活性, 在光照1 h后其最佳活性达到了131.9 μmol/L。相较纯BiOCl催化剂, 其固氮性能提升了3.5倍。最后, 本文对催化剂的反应机理进行了相关探索, 为制备具有更高固氮活性的光催化剂提供参考。
半导体 水解 氧空位 固氮 光催化 协同作用 RuO2/BiOCl RuO2/BiOCl semiconductor hydrolysis oxygen vacancy nitrogen fixation photocatalysis synergistic effect
透明AlON具有优异的光学和力学性能, 应用前景广阔。但材料制备成本高昂, 限制了其应用发展。为解决上述问题, 本研究以透明AlON的凝胶浇注成型与无压烧结制备为核心目标, 就AlON细粉的低温合成及其抗水化处理展开重点研究。研究发现以有机聚合物包覆AlN/Al2O3为原料, 通过高温碳热-氮化工艺合成AlON, 可有效降低AlON的合成温度, 在1700 ℃即可合成近乎纯相的AlON粉体。所得粉体颗粒尺寸细小, 在亚微米级。通过对上述粉体进行聚氨酯包覆表面抗水化处理, 可大幅度提升其抗水化性能。即使历经长达72 h水中静置, 也不发生明显的水解。以此为基础, 通过凝胶浇注成型结合生坯的冷等静压后处理在1820~1850 ℃成功实现了透明AlON陶瓷的无压烧结制备。材料力学和光学性能优异, 其中1850 ℃烧结试样在紫外-中红外波段直线透过率达到83.1%~ 86.2%, 三点抗弯强度达到310 MPa。
透明陶瓷 AlON 粉体合成 抗水化处理 凝胶浇注 无压烧结 transparent ceramics AlON powder synthesis anti-hydrolysis treatment gel casting pressureless sintering
1 湖南省农业科学院 湖南省核农学与航天育种研究所/湖南省农业生物辐照工程技术研究中心 长沙 410125
2 湖南大学隆平分院 长沙 410125
以不同含水量的芦苇木质纤维素(以下简称芦苇)为试验材料,采用5 MeV电子束辐照处理,研究了电子束辐照对不同含水量芦苇化学组分、超分子结构、粉碎粒径及酶解性能的影响。结果表明:不同含水量的芦苇经电子束辐照后均发生降解,超分子结构受到破坏,粉碎后小粒径颗粒显著增加,酶解转化率大幅度提高;当吸收剂量相同时,不同含水量芦苇的表观形貌、超分子结构及粉碎粒径分布没有明显区别,但酶解转化率与含水量呈负相关,含水量5%、10%和50%的芦苇经过500 kGy 电子束辐照后,纤维素酶解转化率分别22.24%、19.76%和18.57%,半纤维素酶解转化率分别为25.04%、23.84%和19.56%,经过1 000 kGy电子束辐照后,含水量5%、10%和50%的芦苇纤维素酶解转化率分别为54.09%、47.27%和49.24%,半纤维素酶解转化率分别62.30%、53.25%和47.83%;当吸收剂量为500 kGy时,含水量为5%的芦苇纤维素、半纤维素较含水量10%和50%芦苇降解严重,而当吸收剂量为1 000 kGy时,含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素则较含水量5%和10%的芦苇降解严重,并且较含水量5%和10%的芦苇,含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素更多地被降解为非糖类物质。
电子束 辐照 含水量 芦苇 木质纤维素 结构 酶解 Electron beam Irradiation Moisture content Phragmites australis Lignocelluloses Structure Enzymatic hydrolysis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020401
1 湖南省农业科学院 核农学与航天育种研究所/湖南省农业生物辐照工程技术研究中心 长沙 410125
2 湖南大学研究生院 隆平分院 长沙 410125
以经过不同吸收剂量(0?500 kGy)的γ射线辐照处理后的芦苇秸秆为研究对象,机械粉碎后过筛,研究吸收剂量、过筛孔径对其粒径分布、粉碎能耗、主要组分含量、纤维素酶解转化率、纤维素乙醇转化率的影响。研究结果显示:随着过筛孔径的减小,所获得的芦苇秸秆样品质量显著减少,且与吸收剂量负相关;芦苇的粉碎能耗随吸收剂量的升高而降低,获得相同质量的过筛样品,粉碎能耗又随过筛孔径的减小而显著增加;相同吸收剂量处理的芦苇秸秆,其纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率均随过筛孔径的减小而增大,其中吸收剂量为分别0 kGy、206 kGy、404 kGy,粒径范围在r?0.180 mm的芦苇秸秆样品其纤维素酶解转化率较r?0.850 mm样品分别提高129.20%、85.98%、106.63%,纤维素乙醇转化率分别提高136.04%、21.75%、4.39%。综合比较粉碎能耗与纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率的增加比率,最终确定未辐照(0 kGy)芦苇秸秆样品的最佳过筛孔径为0.850 mm;吸收剂量为206 kGy、404 kGy的芦苇秸秆样品最佳过筛孔径为0.425 mm。
芦苇 γ射线辐照 粒径 酶解 发酵 Reed straws γ-ray irradiation Grain diameter Enzymatic hydrolysis Fermentation 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010402
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 浙江方远建材科技有限公司, 台州 318000
为探究不同酯类单体对缓释型聚羧酸减水剂分散性能及分散保持性能的影响规律和作用机理, 采用不同分子结构酯类单体作为改性原料制备不同缓释型聚羧酸减水剂, 并通过水泥浆体经时流动度、Zeta电位、总有机碳、电导率、傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱等测试分析其宏观分散性能及分散保持性能与微观结构的变化规律及作用机理。结果表明: 采用单酯类单体(丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯)和双酯类单体(马来酸二甲酯)作为功能单体改性的缓释型聚羧酸减水剂分散保持性能较为优异, 4 h时流动度相比初始流动度仍有所提升, 同时相比未改性空白组, 4 h 时流动度显著提升, 后期分散性能更为优异。主要机理为: 碱性环境下酯基在水泥浆体中缓慢水解出锚固基团羧基阴离子, 发挥分散作用; 不同分子结构的酯类单体位阻效应和基团电负性存在差异, 导致水解速率和水解程度不同, 从而使各种缓释型聚羧酸减水剂分散性能及分散保持性能存在差异。
酯类单体 分子结构 缓释型聚羧酸减水剂 分散性能 分散保持性能 水解速率 水解程度 ester monomer molecular structure slow-release polycarboxylate superplasticizer dispersive performance dispersion retention performance rate of hydrolysis degree of hydrolysis
安徽大学,物质科学与信息技术研究院,合肥 230601
以六水合氯化铝和尿素为原料,甲醇为溶剂,在NH3气氛下通过湿化学法制备AlN粉体,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪对产物进行表征。结果表明:煅烧温度在900 ℃以上可获得六方AlN粉体;煅烧温度为1 000 ℃时获得的AlN粉体具有球形特征,粉体的平均晶粒尺寸为17.0 nm,平均粒径为159.5 nm。使用透射电子显微镜进一步表征了AlN粉体的微观结构。拉曼光谱结合能谱分析表明,存在于AlN粉体中的非晶杂质不是残留的含碳副产物,而是粉体表面水解产生的氢氧化铝。
氮化铝 尿素 六水合氯化铝 湿化学法 煅烧温度 氨气 水解 aluminum nitride urea aluminium chloride hexahydrate wet chemical method calcination temperature ammonia hydrolysis
1 太原理工大学环境科学与工程学院,太原 030024
2 太原理工大学化学化工学院,太原 030024
BixOyBrz光催化剂在有机药物废水处理领域有着非常广阔的潜在应用价值,但因光生电子和空穴的快速复合而表现出较低的光催化效率,进而限制了其应用范围。通过简易的水解-焙烧法原位制得一种新型的Bi3O4Br/Bi12O17Br2复合光催化剂,并以磺胺甲噁唑(SMX)为模拟药物污染物进行了光催化性能测试,对所制催化剂进行了X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、电化学阻抗(EIS)、光致发光光谱(PL)等表征。结果表明所制备的Bi3O4Br/Bi12O17Br2复合光催化剂具有较强的光生载流子分离率、较低的界面电荷转移电阻,进而展示出优异的光催化降解SMX性能,在模拟太阳光下照射30 min,SMX降解率达到87%,相较于纯的Bi3O4Br和Bi12O17Br2催化剂,降解率分别提升了30%和24%。最后基于自由基捕获实验和催化剂能带结构分析了所制催化剂的降解机理。
BixOyBrz光催化剂 复合光催化剂 原位合成 降解 光催化性能 水解-焙烧法 磺胺甲噁唑 BixOyBrz photocatalyst composite photocatalyst in-situ synthesis degradation photocatalytic performance hydrolysis-calcination route sulfamethoxazole
1 北京大学 1. 化学与分子工程学院
2 前沿交叉学科研究院, 北京 100871
水解制氢是一种常温常压下的现场制氢方式。由于水解制氢材料氢含量高, 储存容易, 运输方便, 安全可靠, 一直受到研究者们的关注。本文综述了近年来水解制氢材料的总体发展情况, 介绍了三类主要的水解制氢材料, 包括硼氢化物(NaBH4, NH3·BH3)、金属(Mg, Al)以及金属氢化物(MgH2), 对不同材料的制氢原理、主要问题、催化剂与材料设计进行了详细介绍, 比较了不同体系的特点与制氢成本, 并对水解制氢及水解制氢材料的现状和商业化面临的困难做了评价, 最后对未来的发展方向进行了展望。
制氢 水解 金属 金属氢化物 硼氢化物 制氢成本 hydrogen generation hydrolysis metal metal hydride borohydride cost of hydrogen