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纳米碳酸钙对聚乙烯醇纤维混凝土静动态劈裂抗拉性能的影响 被引量：1
1
作者 康玉梅 李月兰 +1 位作者 高雪 黄蔚 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期162-171,共10页
聚乙烯醇(PVA)纤维能抑制混凝土裂缝扩展,但抑制效果局限于基体内部的微裂缝,对纳米级裂缝的抑制效果甚微.本文研究纳米CaCO_(3)对PVA纤维混凝土静动态劈裂抗拉性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)试验分析其增强机理.研究结果表明:纳米CaCO... 聚乙烯醇(PVA)纤维能抑制混凝土裂缝扩展,但抑制效果局限于基体内部的微裂缝,对纳米级裂缝的抑制效果甚微.本文研究纳米CaCO_(3)对PVA纤维混凝土静动态劈裂抗拉性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)试验分析其增强机理.研究结果表明:纳米CaCO_(3)掺量为1.5%时,PVA纤维混凝土的静动态劈裂抗拉性能显著提高.当养护时间为28 d,纳米CaCO_(3)掺量为1.5%、PVA纤维掺量为0.6%时,与未掺加纳米CaCO_(3)的同掺量PVA纤维混凝土相比,静态劈裂抗拉强度提高了8.6%,在2.25~3.08 s^(-1)应变率下的动态劈裂抗拉强度和耗散能分别提高了11.2%和12.4%.SEM图像分析表明,加入纳米CaCO_(3)能够促进水化产物的生成来填补PVA纤维与基体的结合界面以及水泥基体内部的孔隙和微裂缝,增强纤维与基体之间的黏结度和PVA纤维的阻裂作用,从而提高混凝土材料的静动态劈裂抗拉性能. 展开更多
关键词 纳米碳酸钙 聚乙烯醇纤维 动态测试 纤维混凝土 微观结构
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NS-CNF改性RAC经历低温后的力学性能研究
2
作者 程东辉 陈深深 +1 位作者 王丽 侯越方 《混凝土》 北大核心 2025年第5期69-75,91,共8页
为探究复掺纳米二氧化硅(NS)和碳纳米纤维(CNF)再生混凝土经历低温环境后(-10℃、-20℃、-30℃)的力学性能,首先以NS掺量、CNF掺量、再生骨料(RA)取代率为影响因素设计正交试验,确定常温环境下NS与CNF的最佳掺量与RA取代率,然后进行复... 为探究复掺纳米二氧化硅(NS)和碳纳米纤维(CNF)再生混凝土经历低温环境后(-10℃、-20℃、-30℃)的力学性能,首先以NS掺量、CNF掺量、再生骨料(RA)取代率为影响因素设计正交试验,确定常温环境下NS与CNF的最佳掺量与RA取代率,然后进行复掺NS和CNF改性再生混凝土经历低温环境后的力学性能试验,最后通过扫描电镜图像分析纳米材料的改性机理。结果表明:各因素对再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度的影响程度依次为RA取代率>CNF掺量>NS掺量;NS与CNF通过成核效应、火山灰活性及纤维与基体的桥接作用改善了再生混凝土的裂缝及孔隙结构,使再生混凝土获得更加致密的微观结构,进而提高了再生混凝土的抗压及劈裂抗拉强度。最后得出NS与CNF的最佳掺量分别为3%、0.2%;复掺NS与CNF能够显著降低再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度对低温环境温度变化的敏感程度,且对劈裂抗拉强度有较大提高,最大提高幅度达到17.3%。 展开更多
关键词 纳米二氧化硅 碳纳米纤维 再生混凝土 低温环境 基本力学性能
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绿色纳米碳酸钙生产关键技术与机理研究
3
作者 颜鑫 刘海路 +2 位作者 刘保林 刘奕 刘艳阳 《无机盐工业》 北大核心 2025年第1期71-76,共6页
以电石渣等钙镁废渣为原料来制备绿色纳米碳酸钙的生产工艺简单、设备不多、投资不大,属于“短平快”项目和新质生产力项目。采用离子计和pH计来跟踪研究浸取反应,并对新鲜浸取液和循环母液浸取反应过程的钙离子浓度、电位值、pH与时间... 以电石渣等钙镁废渣为原料来制备绿色纳米碳酸钙的生产工艺简单、设备不多、投资不大,属于“短平快”项目和新质生产力项目。采用离子计和pH计来跟踪研究浸取反应,并对新鲜浸取液和循环母液浸取反应过程的钙离子浓度、电位值、pH与时间变化的关系进行了比较。新鲜浸取液反应速度快、时间短、浸取率高;循环母液的浸取反应速度较慢、时间较长、浸取率较低。预碳化是一个极快的复分解反应过程,中间产物呈胶体状,其反应量约占钙离子总量的20%左右,目的是为CO_(2)碳化反应提供晶种;采用离子计和pH计来跟踪研究CO_(2)碳化反应过程,发现前期速度较慢,CO_(2)的气液平衡是控制步骤,后期氨的电离平衡是控制步骤,停止通入CO_(2)后碳化过程并没有立即停止,钙离子浓度和电位值继续下降,但pH有小幅回升。通过对电石渣浸取反应和氯化钙-氨水体系CO_(2)碳化机理的深入研究,为绿色纳米碳酸钙的产业化之路奠定了基础。 展开更多
关键词 绿色纳米碳酸钙 电石渣 浸取反应 复合碳化 预碳化 CO_(2)碳化
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施用外源钙对岩溶区石灰性土壤烤烟生长发育及品质的影响
4
作者 殷红慧 胡棕棂 +6 位作者 李鹏飞 张四平 赵兴能 胡荣华 敖金成 涂译然 王影 《安徽农业科学》 2025年第9期138-141,173,共5页
探究施用外源钙对岩溶区石灰性土壤烤烟生长发育、叶部病害防效及烟叶品质的影响,以筛选适宜岩溶区石灰性土壤的钙肥类型。采用大田试验,以烤烟K326为研究对象,探讨常规施肥(CK),常规施肥+基施过磷酸钙(T1)、常规施肥+叶施氯化钙(T2)、... 探究施用外源钙对岩溶区石灰性土壤烤烟生长发育、叶部病害防效及烟叶品质的影响,以筛选适宜岩溶区石灰性土壤的钙肥类型。采用大田试验,以烤烟K326为研究对象,探讨常规施肥(CK),常规施肥+基施过磷酸钙(T1)、常规施肥+叶施氯化钙(T2)、常规施肥+叶施纳米级碳酸钙(T3)4种施肥处理对岩溶区石灰性土壤烤烟影响的综合效应。综合比较,T3能有效促进烟叶光合色素的合成和烟株长势且整体效果优于T1和T2;有效降低烟叶叶部病害发病率;明显提高上橘二(B2F)等级烟叶化学成分适宜性、协调性及感官质量。叶施纳米级碳酸钙能促进岩溶区石灰性土壤烤烟的生长发育,降低烤烟叶部病害发病率,提高光合色素含量及上部烟叶内在品质,其综合效应较佳。 展开更多
关键词 外源钙 烤烟 纳米级碳酸钙 农艺性状 岩溶区
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Fe^(0)/C催化降解罗丹明B反应性能研究
5
作者 齐国金 李智 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第8期2383-2388,共6页
以蔗糖和硝酸铁为原料,采用碳热还原法制备炭负载纳米零价铁催化剂(Fe^(0)/C),并与H_(2)O_(2)构建类芬顿体系用于降解罗丹明B。对所制备的催化剂进行了XRD,FT-IR和N_(2)吸脱附表征。详细探究了催化剂中铁含量、Fe^(0)/C用量、pH值等对... 以蔗糖和硝酸铁为原料,采用碳热还原法制备炭负载纳米零价铁催化剂(Fe^(0)/C),并与H_(2)O_(2)构建类芬顿体系用于降解罗丹明B。对所制备的催化剂进行了XRD,FT-IR和N_(2)吸脱附表征。详细探究了催化剂中铁含量、Fe^(0)/C用量、pH值等对罗丹明B降解效果的影响。实验结果表明,铁含量为18%时所制得的Fe^(0)/C对罗丹明B的去除效果最好,在25℃、Fe^(0)/C催化剂用量为0.05 g、pH值为1-5范围内降解50 mL的罗丹明B溶液(10 mg/L),反应20 min时,罗丹明B的去除率高于95%。该催化降解过程满足一级反应动力学。 展开更多
关键词 罗丹明B 炭 纳米零价铁 碳热还原法 降解
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二氧化硅纳米颗粒协同碳纤维增强复合材料防滑和耐磨性能研究 被引量：2
6
作者 郑占模 董从林 +1 位作者 袁成清 白秀琴 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期593-607,共15页
为了增强摩擦制动材料的防滑性能和耐磨性能,采用具有高强度的碳纤维(CF)和优异增摩性能的二氧化硅纳米颗粒(SiO_(2) NPs)改性聚氨酯(TPU)并制备新型SiO_(2) NPs/CF/TPU复合材料,探究不同质量分数SiO_(2) NPs和CF对复合材料表面在水润... 为了增强摩擦制动材料的防滑性能和耐磨性能,采用具有高强度的碳纤维(CF)和优异增摩性能的二氧化硅纳米颗粒(SiO_(2) NPs)改性聚氨酯(TPU)并制备新型SiO_(2) NPs/CF/TPU复合材料,探究不同质量分数SiO_(2) NPs和CF对复合材料表面在水润滑条件下摩擦学性能的影响.结果表明:SiO_(2) NPs与摩擦副表面微粗糙峰之间的啮合作用将纯TPU材料的黏着磨损行为转变为磨粒磨损,摩擦系数从0.15增大到0.6,改善了复合材料的防滑性能,但降低了其耐磨性能.添加CF有利于改善复合材料在摩擦磨损过程中的失效行为,提高复合材料的耐磨性能.另一方面,由于SiO_(2) NPs和CF的疏水性,改性复合材料的水接触角从67.55°增大到了112.10°,将亲水性TPU转变为疏水性复合材料,降低了水分子在摩擦表面的吸附性,削弱了水的润滑作用,进一步改善其在湿滑环境下的防滑性能.当SiO_(2) NPs和CF的质量分数分别为3%和9%时,改性复合材料的摩擦系数稳定在0.5附近,平均摩擦系数增大了204.26%,与质量分数12%的SiO_(2) NPs改性复合材料相比,磨损率下降了96.28%,表现出优异的防滑与耐磨性能.该研究可为设计和制造在湿滑环境下具有优异防滑性能和耐磨性能的摩擦制动材料提供参考. 展开更多
关键词 二氧化硅纳米颗粒 碳纤维 热塑性聚氨酯 防滑性能 耐磨性能
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混掺NC和NS改性再生混凝土抗压强度试验研究 被引量：2
7
作者 郭维 郑德瑜 程东辉 《混凝土》 北大核心 2025年第5期120-123,132,共5页
为针对再生混凝土力学性能的不足,利用纳米碳纤维及纳米二氧化硅的优势,进行纳米碳纤维及纳米二氧化硅改性再生混凝土力学性能的探索研究。通过正交试验优化,得出不同取代率的纳米碳纤维纳米二氧化硅再生混凝土最优配合比,分析出纳米碳... 为针对再生混凝土力学性能的不足,利用纳米碳纤维及纳米二氧化硅的优势,进行纳米碳纤维及纳米二氧化硅改性再生混凝土力学性能的探索研究。通过正交试验优化,得出不同取代率的纳米碳纤维纳米二氧化硅再生混凝土最优配合比,分析出纳米碳纤维、纳米二氧化硅对再生混凝土抗压性能的影响,并确定最优掺量。结果显示:3个因素中,纳米碳纤维体积率(A)是提升抗压强度的最主要原因,其次是再生骨料取代率(C),纳米二氧化硅取代率(B)影响程度最小。随纳米碳纤维的增加,抗压强度呈现先提高后下降的趋势,并从微观角度进行解释。此外,SEM测试结果表明,纳米二氧化硅可以优化水化反应,改善过渡界面,填补混凝土内部裂缝。 展开更多
关键词 再生混凝土 纳米碳纤维 纳米二氧化硅 再生骨料 力学性能
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碳纳米纤维掺杂高性能混凝土修复材料力学性能及抗冻性研究 被引量：3
8
作者 李长辉 薛文超 +2 位作者 齐麟 刘凌志 王道通 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期119-127,共9页
介绍了一种高性能混凝土(UHPC)掺杂气相生长碳纳米纤维增强体(VGCF)和碳纳米管(CNT)的跑道修复材料。已有大量研究证明在混凝土中添加纳米纤维可以提高其力学性能以及耐久性。着重对修复材料与水泥基道面材料的适应性进行研究,同时对碳... 介绍了一种高性能混凝土(UHPC)掺杂气相生长碳纳米纤维增强体(VGCF)和碳纳米管(CNT)的跑道修复材料。已有大量研究证明在混凝土中添加纳米纤维可以提高其力学性能以及耐久性。着重对修复材料与水泥基道面材料的适应性进行研究,同时对碳纳米纤维材料对混凝土增强微观机理的影响进行分析。通过在混凝土中掺杂不同质量分数的碳纳米纤维进行配合比试验,测定了抗压强度、粘结强度和冻融循环下的质量损失率及粘结强度损失率。研究表明,当CNT104掺量为0.1%时,混凝土的抗压强度和粘结强度分别为60.6 MPa和11.3 MPa,150次冻融循环质量损失最小。当CNT107掺量为0.15%时,表现出较好的抗压强度和粘结强度,分别为59.1 MPa和11.5 MPa,当掺量达到0.2%时在150次冻融循环下质量损失最小。VGCF掺量为0.15%时混凝土达到最大抗压强度和粘结强度,分别为68.0 MPa和18.6 MPa,同时添加不同含量VGCF的混凝土均表现出更好的抗冻性能,在含量为0.15%时,经冻融循环后混凝土的质量损失率最低。在150次冻融循环后再次测得粘结强度,通过冻融前后对比得到掺入0.15%的VGCF粘结强度下降率为32.79%,是所有组中最低。结果表明,在使用掺入0.15%VGCF的UHPC作为跑道修复材料时,其与水泥基道面材料表现出良好的适应性。 展开更多
关键词 混凝土 碳纳米纤维 抗压强度 粘结强度 冻融循环 机场跑道
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球形活性炭的制备、改性及应用研究进展
9
作者 黄娇 朱亚明 +3 位作者 岳佳兴 王莹 程俊霞 赵雪飞 《化工进展》 北大核心 2025年第4期2081-2101,共21页
随着“双碳”目标的深入推进,低碳、低排放的生活方式已被大众普遍认可,因此炭材料的多元化、清洁利用受到广泛关注。球形活性炭(SAC)作为活性炭的一个重要分支,其凭借球形度高、孔隙结构发达、颗粒分布均匀、流动阻力小、机械强度高等... 随着“双碳”目标的深入推进,低碳、低排放的生活方式已被大众普遍认可,因此炭材料的多元化、清洁利用受到广泛关注。球形活性炭(SAC)作为活性炭的一个重要分支,其凭借球形度高、孔隙结构发达、颗粒分布均匀、流动阻力小、机械强度高等优点,在气体捕获、污水净化、能量储存、化学防护、催化等领域具有良好的应用前景。然而,部分前体在制备SAC时存在工艺烦琐、耗能高、耗时长、易产生副产物等问题。为优化SAC的设计思路与制备工艺,本文以SAC在不同领域中的应用发展为导向,综述了SAC的前体选择、制备工艺、改性措施及其在各应用领域的研究成果和进展,并对未来SAC的应用前景进行展望,为实现SAC的多功能、规模化、绿色低碳发展,推动其前体的清洁、高附加值利用提供参考。 展开更多
关键词 球形活性炭 活性炭球 纳米炭球 改性技术 应用
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碳基材料负载纳米零价铁对铬废水的处理研究进展 被引量：2
10
作者 胡继娟 王小治 侯建华 《现代化工》 北大核心 2025年第2期63-67,共5页
以纳米零价铁(nZVI)负载到碳基材料孔道结构中或者表面上能有效防止nZVI易团聚、易氧化等缺点。重点分析了能够负载nZVI的碳基材料,介绍了制备碳基负载nZVI复合材料的方法,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素。结果表明,不同的碳基材... 以纳米零价铁(nZVI)负载到碳基材料孔道结构中或者表面上能有效防止nZVI易团聚、易氧化等缺点。重点分析了能够负载nZVI的碳基材料,介绍了制备碳基负载nZVI复合材料的方法,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素。结果表明,不同的碳基材料负载nZVI后都有利于提高nZVI的稳定性、分散性、反应活性;利用液相还原法和碳热法都能有效提高nZVI的分散性,但是碳热法成本低、nZVI同碳材料之间的结合更加牢固。碳基负载nZVI复合材料对Cr(Ⅵ)的去除能力受pH、温度、共存离子等因素的影响较大。 展开更多
关键词 环境工程学 纳米零价铁 碳基材料 制备方法 Cr(Ⅵ)
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纳米杂化碳球-聚十六烯降凝防蜡剂的合成及性能评价
11
作者 严东寅 李龙 +4 位作者 冯泉 戚亚明 尹宇寒 宗郡桓 颜学敏 《化学与生物工程》 北大核心 2025年第9期30-34,42,共6页
以葡萄糖为原料,通过水热法制备含有羟基的纳米碳球,利用甲基丙烯酰氯与羟基发生酰化反应将纳米碳球进行杂化,再将纳米杂化碳球与十六烯进行自由基聚合,得到纳米杂化降凝防蜡剂CS-H,利用FTIR、1HNMR和TG对其结构进行了表征,对其降凝防... 以葡萄糖为原料,通过水热法制备含有羟基的纳米碳球,利用甲基丙烯酰氯与羟基发生酰化反应将纳米碳球进行杂化,再将纳米杂化碳球与十六烯进行自由基聚合,得到纳米杂化降凝防蜡剂CS-H,利用FTIR、1HNMR和TG对其结构进行了表征,对其降凝防蜡性能进行了评价,并对其降凝防蜡机理进行了分析。结果表明,CS-H的杂化率约为92.3%;当CS-H浓度为100mg·L^(-1)时,含蜡原油WCO-1和WCO-2的倾点分别降低了11℃和6℃,析蜡点分别降低了6℃和4℃;CS-H在WCO-1和WCO-2中均表现出良好的降凝防蜡性能,具有良好的工业化应用前景。 展开更多
关键词 纳米碳球 杂化 聚合 降凝防蜡剂 含蜡原油
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超重力-微界面法制备类球形纳米碳酸钙
12
作者 孙金磊 廖丹葵 +1 位作者 陈小鹏 童张法 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3757-3769,共13页
以聚乙烯亚胺(PEI)为晶型控制剂、甲醇为分散剂、氢氧化钙溶液和CO_(2)为原料,采用超重力-微界面法进行类球形纳米碳酸钙制备研究。利用高速摄像机对反应器中气泡粒径进行分析;考察反应温度、CO_(2)流量、氢氧化钙溶液质量分数、甲醇体... 以聚乙烯亚胺(PEI)为晶型控制剂、甲醇为分散剂、氢氧化钙溶液和CO_(2)为原料,采用超重力-微界面法进行类球形纳米碳酸钙制备研究。利用高速摄像机对反应器中气泡粒径进行分析;考察反应温度、CO_(2)流量、氢氧化钙溶液质量分数、甲醇体积分数、PEI添加量对碳酸钙产物形貌的影响;应用正交实验方法优化氢氧化钙碳化反应条件;利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析方法对反应产物的形貌进行表征。结果表明,超重力-微界面碳化反应器可以将CO_(2)气泡由毫米级高效转化为微米级,增大了气液相界面积,提高了气液传质;氢氧化钙与CO_(2)碳化反应最佳反应条件是氢氧化钙质量分数为8%、PEI添加量为氢氧化钙质量的4%、甲醇体积分数为20%、CO_(2)流量为2.5L/min、反应温度为12℃,所制备的类球形纳米碳酸钙粒径为40~60nm。 展开更多
关键词 类球形纳米碳酸钙 超重力 微界面 气泡 传质
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基于纳米荧光碳点可视化显现潜在手印的研究进展 被引量：1
13
作者 王九江 李大武 《材料导报》 北大核心 2025年第9期24-36,共13页
案发现场的手印是一种重要的痕迹物证,对其进行显现或增强是提高手印可视化的主要方法。开发灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强和生物相容性良好的手印显现粉末是刑事科学技术人员的研究热点。近年来,一些应用于手印显现的新材料和新方... 案发现场的手印是一种重要的痕迹物证,对其进行显现或增强是提高手印可视化的主要方法。开发灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强和生物相容性良好的手印显现粉末是刑事科学技术人员的研究热点。近年来,一些应用于手印显现的新材料和新方法相继出现,弥补了传统显现方法的不足。其中以量子点、纳米荧光碳点、稀土转换发光纳米材料为主的发光材料在手印可视化显现中展现巨大的潜力。针对荧光材料发光特性,本文综述了纳米荧光碳点在手印可视化显现中的应用进展,阐述了纳米荧光碳点的合成和理化特性,评估了初态碳点粉末、复合型碳点粉末以及纳米碳点悬浮液应用于手印显现的效果,具体包括基于单一型碳点、掺杂型碳点、负载型碳点、核壳型碳点的粉末法手印显现以及基于小微粒纳米碳点悬浮液和基于特殊效应的纳米碳点悬浮液的手印显现方法,提出了碳点材料可能的发光机理,并就当前存在的问题提出了未来纳米荧光碳点应用于手印显现的发展方向。 展开更多
关键词 碳点 纳米材料 潜在手印 荧光 手印可视化
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纳米碳酸钙掺杂纤维素基水凝胶制备及其对铜离子吸附性能研究
14
作者 白星星 李韩飞 +4 位作者 汤勇 张俊 朱广凯 李立硕 童张法 《无机盐工业》 北大核心 2025年第2期83-91,共9页
天然纤维素基水凝胶具有较强的吸附性能,是一种去除重金属离子的优良吸附剂,但凝胶强度较弱。通过自由基聚合反应,将丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)接枝在羧甲基纤维素钠(CMC)上,并进一步将自制的纳米碳酸钙(NCC)掺杂到纤维素水凝胶中,成功... 天然纤维素基水凝胶具有较强的吸附性能,是一种去除重金属离子的优良吸附剂,但凝胶强度较弱。通过自由基聚合反应,将丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)接枝在羧甲基纤维素钠(CMC)上,并进一步将自制的纳米碳酸钙(NCC)掺杂到纤维素水凝胶中,成功制备了NCC/CMC复合水凝胶。抗压性能测试结果表明,当NCC质量分数为2.5%、最大应变为80%时,最大应力为48.52 kPa,经20次循环后仍可达39.64 kPa。采用SEM、FT-IR、XRD和N_(2)吸附-脱附等实验对水凝胶形貌和结构进行表征分析,结果表明复合水凝胶具有丰富的表面多孔结构,比表面积为7.775 m^(2)/g,属于介孔材料。考察了pH、铜离子溶液初始质量浓度和温度等因素对铜离子吸附量的影响。结果表明,当铜离子溶液pH为5.5、温度为30℃、铜离子溶液初始质量浓度为150 mg/L时,对铜离子的最大吸附量达到178 mg/g,吸附容量较CMC水凝胶提高了30 mg/g,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型。经过5次连续的吸附-脱附后,复合水凝胶仍具有良好的再生性能。 展开更多
关键词 水凝胶 羧甲基纤维素钠 纳米碳酸钙 吸附机制 铜离子
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改性生物炭对土壤有机碳及化学结构的影响 被引量：2
15
作者 刘东明 郭宇轩 +3 位作者 魏圆慧 贾广昊 丁文杰 毛艳玲 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第1期187-196,共10页
通过对生物炭进行改性来优化其表面性质,是强化碳在土壤中固持能力的新方法,因此明确改性生物炭对土壤有机碳及化学结构的影响十分必要。本研究以南方红壤为研究对象,对生物炭进行镁改性和用球磨法制备纳米生物炭并表征,采用盆栽试验,... 通过对生物炭进行改性来优化其表面性质,是强化碳在土壤中固持能力的新方法,因此明确改性生物炭对土壤有机碳及化学结构的影响十分必要。本研究以南方红壤为研究对象,对生物炭进行镁改性和用球磨法制备纳米生物炭并表征,采用盆栽试验,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、固体13C核磁共振(13C NMR)技术研究生物炭改性对土壤有机碳含量及化学结构的影响。结果表明:生物炭改性后比表面积增大、孔隙结构更为丰富,镁改性使生物炭含氧官能团的比例提高,球磨后生物炭的芳香性提高。施用改性生物炭显著提高了土壤有机碳含量,与未改性生物炭相比,镁改性和纳米生物炭处理分别提高了45.26%和36.25%。FTIR、XPS、^(13)C NMR分析结果表明镁改性生物炭和纳米生物炭的添加改变了土壤有机碳的化学结构,使含氧官能团比例增加,镁改性生物炭和纳米生物炭处理降低了烷氧碳和羰基碳的比例而增加了芳香碳和烷基碳的比例,提高了土壤有机碳的稳定性及复杂程度。研究表明,生物炭改性引起的表面官能团结构变化影响了土壤有机碳化学结构,促进了有机碳的稳定化,提高了土壤固碳能力。 展开更多
关键词 改性生物炭 纳米生物炭 土壤有机碳 有机碳化学结构 有机碳稳定性
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纳米银与改性碳纳米管自感知水泥基在多种加载制度下的压敏性分析 被引量：2
16
作者 朱浩然 孙敏 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期246-255,共10页
自感知水泥基可以实现对结构的实时、长期、智能的数字化监测,是一种全新的结构监测方式,但目前的自感知水泥基普遍存在导电填料分散困难、价格高、掺量大的问题,导致其难以实现应用。本文利用低温等离子体改性技术对碳纳米管(CNT)进行... 自感知水泥基可以实现对结构的实时、长期、智能的数字化监测,是一种全新的结构监测方式,但目前的自感知水泥基普遍存在导电填料分散困难、价格高、掺量大的问题,导致其难以实现应用。本文利用低温等离子体改性技术对碳纳米管(CNT)进行官能团嫁接处理,制备出羧基化的等离子体改性碳纳米管(P-CNT),不仅有助于提高CNT的亲水性,还可以最大限度地减轻对CNT材料表面的损伤。同时,还引入了在智能穿戴领域中极具潜力的一种压敏材料——纳米银粒子(AgNPs),将其和P-CNT分别加入水泥基中,制备两种具有自感知功能的水泥基复合材料。通过极化试验及长循环下的等幅值加载、变幅值加载和变速加载3种加载试验,深度分析了P-CNT和AgNPs这两种导电填料在水泥基中的压敏性差异。极化试验结果表明:两组试件的极化趋势基本一致;随着龄期的增长,极化时间会由14 d龄期的4~5 min逐渐增长至28 d龄期的1.0 h左右,并最终稳定于约1.5 h。等幅值循环加载试验结果表明:AgNPs在0.0048%的极低掺量下可以实现远高于P-CNT的压敏稳定性,显著降低了填料的掺量。变幅值试验结果表明:在同等幅值条件下,AgNPs的应力灵敏程度高于P-CNT的3倍以上;结合SEM图像可以发现,过高的应力幅值加载会导致P-CNT纤维的损伤,对压敏效应产生负面影响。变速循环加载试验结果表明:长周期的循环加载或者高速加载有助于改善自感知水泥基压敏曲线的稳定性。 展开更多
关键词 自感知水泥基 低温等离子体改性处理 碳纳米管 纳米银 应力敏感程度
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炭黑/石墨烯共混改性硅橡胶基复合材料电阻/应变响应特性优化
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作者 赵艳芳 杨洋 +2 位作者 万帮伟 丁天雨 沙洵 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期111-123,共13页
导电弹性体复合材料在减隔震领域具有广泛的应用前景。然而,导电弹性体复合材料在电阻/应变响应特性中通常表现出肩峰现象,限制了其在实际工程中的应用。文中以炭黑(CB)和石墨烯(GR)共混改性硅橡胶(VMQ),分别通过阴、阳离子表面活性剂改... 导电弹性体复合材料在减隔震领域具有广泛的应用前景。然而,导电弹性体复合材料在电阻/应变响应特性中通常表现出肩峰现象,限制了其在实际工程中的应用。文中以炭黑(CB)和石墨烯(GR)共混改性硅橡胶(VMQ),分别通过阴、阳离子表面活性剂改性GR和CB,利用离子间静电引力产生协同效应,以自组装方式促进CB与GR分子交替分布,实现导电网络结构的均匀化和稳定化,消除肩峰现象,从而提高导电弹性体复合材料的稳定性。通过和单掺CB/GR及非自组装CB-GR/VMQ复合材料性能对比,发现自组装复合材料的渗透阈值最低(0.49%),电阻/应变响应灵敏度最高(GF_(max)>8043.17),应变感知范围最大(ε_(max)>200%),信号稳定性最佳,且无肩峰现象,特别是在7000次循环加载实验后期展现出优异的电阻响应信号稳定性。根据扫描电镜的表征和渗流理论分析,自组装复合材料导电纳米粒子的均匀分布以及导电网络稳定的结构是其电阻/应变响应性能优异的主要原因,为大变形结构实现实时应变监测提供了理论支撑。 展开更多
关键词 纳米炭黑 石墨烯 硅橡胶 电阻-应变响应 大应变监测
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鞣花酸/Fe^(3+)低聚体构建纳米共轭碳材料涂层及其应用
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作者 廖丽琼 陈鑫 李凯 《中国造纸》 北大核心 2025年第9期37-45,101,共10页
本研究以鞣花酸(EA)和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,通过配位作用构建EA/Fe^(3+)低聚体,并利用π-π堆积作用与纳米共轭碳材料(石墨烯、碳纳米管)结合,制备了水相稳定的功能性纳米共轭碳材料分散液。通过调节pH和EA质量分数,系统研究了... 本研究以鞣花酸(EA)和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,通过配位作用构建EA/Fe^(3+)低聚体,并利用π-π堆积作用与纳米共轭碳材料(石墨烯、碳纳米管)结合,制备了水相稳定的功能性纳米共轭碳材料分散液。通过调节pH和EA质量分数,系统研究了分散液的粒径分布、Zeta电位及微观形貌,并将其应用于壳聚糖水凝胶涂层和锂电池负极材料。结果表明,EA/Fe^(3+)低聚体通过配位作用和空间位阻效应显著改善了纳米共轭碳材料的分散性,其涂层表现出优异的导电性(1.57×10^(-1) S/m)和压阻响应特性,且EA/Fe^(3+)/碳纳米管作为锂电池负极时,比容量可达26.75 F/g。 展开更多
关键词 鞣花酸 Fe^(3+)低聚体 纳米共轭碳材料 涂层 锂电池负极
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改性纳米CaCO_(3)/PVA钻井液体系的构建与性能评价 被引量：1
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作者 王宇昊 谭慧静 +3 位作者 罗龙 张浩 郑云天 崔曦月 《应用化工》 北大核心 2025年第3期717-724,735,共9页
加入纳米碳酸钙可提高钻井液对泥页岩微纳米孔隙的封堵作用,但其表面能极高、易团聚。利用丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)对纳米碳酸钙进行接枝改性,在提高其分散性的同时改善其与聚乙烯醇(PVA)的配伍性。采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)... 加入纳米碳酸钙可提高钻井液对泥页岩微纳米孔隙的封堵作用,但其表面能极高、易团聚。利用丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)对纳米碳酸钙进行接枝改性,在提高其分散性的同时改善其与聚乙烯醇(PVA)的配伍性。采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、纳米粒度分析、扫描电镜(SEM)等手段对改性纳米碳酸钙进行表征,通过对比加入改性前后纳米碳酸钙的钻井液性能变化,总结改性纳米碳酸钙对聚乙烯醇钻井液体系性能的影响规律及机理,优选改性纳米碳酸钙聚合物钻井液体系。结果表明,改性纳米碳酸钙最优加量为0.4%,此时钻井液流性指数为0.64、动切力8.18 Pa、动塑比0.41 Pa/(mPa·s)。相对于聚合物钻井液,改性纳米CaCO_(3)加入后,钻井液滤失量降低32.5%,滚动回收率提高了15.2%。通过接枝后填补在泥饼和泥页岩中的微孔隙中,其携带的酰胺基团也有抑制与增黏效果,因此与PVA协同作用可改善钻井液的滤失性、抑制性及流变性能。 展开更多
关键词 纳米碳酸钙 水基钻井液 泥饼质量 抑制性 流变性 滤失量
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纳米蒙脱土与新型膨胀型阻燃体系协同阻燃聚丙烯 被引量：2
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作者 吕子璇 王云飞 +2 位作者 王福海 沈春晖 高山俊 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第4期152-160,共9页
为探究纳米蒙脱土(MMT)与膨胀型阻燃剂(IFR)复配对聚丙烯(PP)阻燃性能的协同作用,以超支化三嗪成炭剂(PCAT)与焦磷酸哌嗪(PAPP)为IFR,复配MMT制备阻燃PP,通过极限氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧测试、锥形量热(CCT)测试、扫描电子显微镜(S... 为探究纳米蒙脱土(MMT)与膨胀型阻燃剂(IFR)复配对聚丙烯(PP)阻燃性能的协同作用,以超支化三嗪成炭剂(PCAT)与焦磷酸哌嗪(PAPP)为IFR,复配MMT制备阻燃PP,通过极限氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧测试、锥形量热(CCT)测试、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱以及力学性能测试评估其性能。结果表明,在改性PP中使用质量分数1%的MMT替代IFR可产生较好的协同阻燃效果,改性PP的LOI值从PP/IFR的30.2%提高到了33.4%,达到了UL 94 V-0等级;在CCT测试中,改性PP的热释放速率峰值从197.4 kW/m^(2)降低到了114.9 kW/m^(2),阻燃指数为“excellent”。添加MMT的阻燃PP在800℃的残炭率保持在9%以上。SEM显示MMT促进了致密膨胀炭层的形成,增强了热氧阻隔,这是因为MMT通过催化生成硅铝磷酸盐及使炭层致密化,提升PP/IFR体系的阻燃效率,但过量MMT的团聚效应对抑烟和阻燃有着负面影响。此外,由力学性能测试结果可知,少量MMT的加入会导致拉伸和弯曲性能小幅下降,MMT的用量过多反而使改性材料的弯曲性能呈现上升趋势。为获得综合性能良好的改性PP,需考虑MMT的分散性及配比,以平衡阻燃与力学性能。 展开更多
关键词 聚丙烯 纳米蒙脱土 协同阻燃 膨胀型阻燃剂 炭层
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