1 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
海洋工程建设中，海砂、珊瑚砂等原料中富含一定的氯盐，在配制过程中，原料中的氯离子进入钢筋混凝土引起内部侵蚀，导致钢筋混凝土结构失效。大量试验表明，水泥水化产物C-S-H凝胶和Friedel’s盐在提高水泥基材料内源氯离子固化能力、降低钢筋锈蚀风险等方面发挥着重要作用。水泥矿物、掺合料、外加剂、类AFm相材料的存在影响着C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成，进而改变水泥基材料的氯离子固化能力。本文综述了上述影响下C-S-H凝胶和Friedel’s盐的变化，进而分析了水泥混凝土中内源氯离子的固化效果，为采用氯离子固化材料解决钢筋混凝土氯离子侵蚀问题提供参考。
氯离子固化 C-S-H凝胶 Friedel’s盐 水泥矿物 矿物掺合料 化学外加剂 水滑石 chloride ion binding C-S-H gel Friedel’s salt cement mineral mineral admixture chemical admixture hydrotalcite
1 新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830017
2 新疆土木工程技术研究中心, 乌鲁木齐 830017
以氯离子为诱导的钢筋锈蚀是造成混凝土耐久性问题的主要原因, 其本质是氯离子通过材料基体的多孔结构在水泥基材料中扩散, 并逐步迁移到钢筋表面, 发生不利的物理化学反应。水滑石即层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种新型延缓钢筋锈蚀的外掺材料, 具有独特的层状结构和离子交换性质, 可在特定的介质溶液中将客体阴离子与层间阳离子进行交换, 达到吸附氯离子、延长混凝土结构服役寿命的目的。本文介绍了水滑石的结构性质、制备方法及氯离子吸附机理, 总结了不同类型水滑石的氯离子吸附能力及相关研究成果。研究结果表明: 水滑石复合水泥基材料的氯离子吸附性能受LDHs材料制备工艺、水泥基材料中孔隙液pH值及氯离子浓度影响, 高温焙烧处理的水滑石对氯离子吸附效果更好; 当LDHs掺量控制在1%~3%(质量分数)时, 有利于改善水泥基材料的抗氯离子渗透性能。
氯离子侵蚀 水滑石 水泥基材料 氯离子吸附 钢筋锈蚀 离子交换 chloride ions erosion hydrotalcite cement-based material chloride ion adsorption steel corrosion ion exchange
1 中国科学院理化技术研究所光化学转化与光电材料重点实验室，北京 100190
2 中国科学院大学材料科学与光电子工程研究中心，北京 100049
近年来，有关类水滑石拓扑转变材料在光、电催化领域如产氢、C1化学转化等方面的研究被广泛报道。研究表明，在不同的煅烧温度、气氛等拓扑转变条件下处理类水滑石，不仅可以提高活性位的分散程度，而且可以实现催化剂物相组成、特定晶面和界面结构的调控。该材料在多种能源催化转化利用中呈现出优越的性能。本文介绍了类水滑石拓扑转变的过程及机制，并分别从光催化、电催化2个方面综述类水滑石拓扑转变材料在能源催化领域的研究进展。
类水滑石 拓扑转变 光催化 电催化 layered double hydroxides topotactic transformation photocatalysis electrocatalysis
1 深圳大学滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室，广东 深圳 518061
2 深圳大学土木与交通工程学院，广东 深圳 518061
通过改变粉煤灰掺量，观察了焙烧水滑石增强的胶凝材料力学性能、水化及微观结构特性。抗压强度测试表明，焙烧水滑石能极大提高水泥-粉煤灰砂浆抗压强度。通过X射线衍射及综合热分析实验对硬化水泥浆体相组成进行了测试，结果显示焙烧水滑石能促进水泥-粉煤灰胶凝材料水化，进而提高了水化产物含量。通过扫描电子显微镜观察到，焙烧水滑石能促进粉煤灰溶解，且其成核作用有利于水化产物的生成。
焙烧水滑石 粉煤灰 水化 抗压强度 微观结构 calcined hydrotalcite fly ash hydration compressive strength microstructure
1 河北省道路结构与材料工程技术研究中心,石家庄 050091
2 河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司，石家庄 050091
3 中交建冀交高速公路投资发展有限公司，石家庄 050000
以氯盐为主要成分的除冰盐会导致混凝土发生盐冻破坏，而钙铝类水滑石(CAHL)可以对氯离子进行吸附固化。为研究CAHL对混凝土抗盐冻性能的影响，在C30混凝土中分别掺加胶凝材料质量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的CAHL，测试不同CAHL含量对混凝土抗压强度、电通量、盐冻剥落质量、自由氯离子浓度的影响。结果表明：当CAHL掺量≤1.5%时，随着掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐增大，而电通量逐渐降低，说明合适的CAHL掺量可以提高混凝土的致密性；随CAHL掺量的增加，Friedel’s盐的衍射峰逐渐增强，说明CAHL可以较好地固化氯离子；CAHL通过提高混凝土致密性和固化氯离子有效降低了盐冻条件下混凝土中的自由氯离子含量；与空白样相比，CAHL掺量为1.5%时的混凝土经28次单面盐冻剥落后质量损失下降22.9%。
混凝土 类水滑石 氯离子 抗盐冻性能 氯离子固化 盐冻剥落 concrete hydrotalcite chloride ion salt-frost resistance chloride ion solidification salt-frost spalling
廖牧情 1,2,3,*熊志文 1,2,3柯国军 1,2,3邹品玉 1,2,3[ ... ]金丹 1,2,3
1 南华大学土木工程学院，衡阳 421001
2 中国核建高性能混凝土实验室，衡阳 421001
3 高性能特种混凝土湖南省重点实验室，衡阳 421001
通过进行水化热测试、非蒸发水含量测试、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞测试及强度试验，研究了钴铁镁铝水滑石-碳纳米管复合材料(CoFeMgAl-LDHs/CNTs)对水泥水化过程、硬化水泥净浆孔结构及强度的影响。结果表明，CoFeMgAl- LDHs/CNTs复合材料通过成核作用显著提升了水泥3 d内的水化程度，从而显著提高了水泥净浆3 d内的抗压强度，3 d后强度提高效果逐渐减小，7 d后复合材料对硬化水泥浆体强度没有明显的提高作用。掺入CoFeMgAl-LDHs/CNTs复合材料的水泥净浆与空白净浆相比，胶凝孔和毛细孔含量明显增多，大孔含量有所降低，同时复合材料的桥联作用进一步优化了水泥净浆的微观结构，从而提高了水泥基体薄弱部位的应力承载能力。因此在同一龄期，复合材料掺入后硬化水泥净浆的强度有所增大。由于复合材料掺量的变化对孔径分布没有明显的影响，改变复合材料的掺量对同龄期硬化水泥净浆强度提升影响较小。
钴铁镁铝水滑石-碳纳米管 水泥净浆 水化 孔结构 强度 成核作用 桥联作用 Co-Fe-Mg-Al hydrotalcite carbon nanotubes cement paste hydration pore structure strength nucleation bridging effect
如何制备性能高效、稳定的纳米Pt催化剂, 对提高肉桂醛C=O加氢选择性具有重要的实际价值和科学意义。本研究采用共沉淀法和水热法制备不同形貌的MgAl水滑石(LDH), 用等体积浸渍法制备负载型Pt/LDH催化剂, 研究不同形貌的LDH对Pt催化肉桂醛选择加氢性能的影响。利用不同表征方法对催化剂结构、形貌、表面理化性能进行分析。结果表明, LDH载体的形貌对Pt/LDH催化剂的结构和性能影响较大, 具有片层结构的LDH纳米片与活性组分Pt之间的相互作用易于贵金属Pt的分散和稳定。同时, LDH载体中存在丰富的碱性位点和表面羟基, 有利于提高催化加氢活性和稳定性。催化性能评价表明, 在反应温度为40 ℃、反应压力为1 MPa、反应时间为120 min的条件下, 肉桂醇(CMO)的选择性为82.1%, 肉桂醛的转化率为79.8%, 经过5轮循环测试, 催化剂仍具有较好的稳定性。
MgAl水滑石 纳米片 Pt催化剂 肉桂醛加氢 催化性能 MgAl hydrotalcite nanosheet Pt catalyst cinnamaldehyde hydrogenation catalytic performance
1 兰州大学 核科学与技术学院, 兰州 730000
2 青海师范大学 化学化工学院, 西宁 810008
用共沉淀法成功制备了镁铝铈水滑石(Mg-Al-Ce-HT), 采用不同分析手段对材料进行表征。通过静态吸附实验研究了Mg-Al-Ce-HT的吸附效率与初始pH、吸附剂剂量、初始硼酸浓度和接触时间的关系。当pH小于8.0时, 溶液的pH对硼吸附几乎没有影响, 当pH超过8.0时, 吸附容量降低。吸附剂的最佳用量为200 mg, 最大吸附容量为32.52 mg·g -1。 硼去除量在160 min内达到平衡。吸附等温线表明吸附过程是一个非自发的吸热过程。吸附数据与Langmuir模型拟合良好, 表明吸附是单层吸附。
除硼 水滑石 吸附 boron removal hydrotalcite adsorption
成都理工大学 材料与化学化工学院, 成都 610059
生物质转化获得的生物质油可作为重要的制氢原料, 选取生物质油的主要成分乙酸作为模型化合物, 开展了乙酸自热重整催化制氢研究。采用共沉淀法制备了铁促进的类水滑石型钴基催化剂, 用于乙酸自热重整制氢体系, 并利用XRD、H2-TPR、N2低温物理吸脱附、TG等表征手段对催化剂进行表征测试。结果表明: 通过共沉淀法获得了以类水滑石结构为前驱体的(Co/Fe)xAl2CO3(OH)y·zH2O物相; 该前驱体经焙烧后获得的氧化物, 其主要物相为氧化铝担载的尖晶石结构, 包括CoAl2O4、Co3O4、Fe3O4、FeAl2O4等, BJH模型计算显示CoxAl3FeyOm±δ催化剂形成了介孔结构, 其中Co0.45Al3Fe0.4O5.55±δ孔径分布集中在4 nm左右, H2-TPR及XRD测试显示添加助剂Fe提升了催化剂还原度, 并在还原过程中形成了CoFe合金; 所获催化剂在乙酸自热重整反应中, 氢气产率达到 2.72 mol-H2/mol-HAc, 并保持稳定。表征结果还显示, 该催化剂在反应中结构稳定, CoFe合金稳定存在, 并未出现积炭, 表明催化剂具有抗氧化、抗积碳的特点。
钴铁合金 类水滑石 钴基催化剂 氢能 CoFe alloy hydrotalcite-like material Co-based catalyst hydrogen energy
