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氮掺杂石墨烯量子点作为新型碳钢缓蚀剂:从设计到机理
1
作者 龙武剑 唐懿 +1 位作者 郑淑仪 何闯 《材料导报》 北大核心 2025年第7期154-163,共10页
缓蚀剂具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于金属腐蚀防护领域。石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型碳基纳米材料,已被用作碳钢缓蚀剂,但其缓蚀性能仍不理想。本工作设计制备了一种N掺杂GQDs(N-GQDs)作为新型碳钢缓蚀剂,证明了其优异的... 缓蚀剂具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于金属腐蚀防护领域。石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型碳基纳米材料,已被用作碳钢缓蚀剂,但其缓蚀性能仍不理想。本工作设计制备了一种N掺杂GQDs(N-GQDs)作为新型碳钢缓蚀剂,证明了其优异的缓蚀性能,并揭示了其缓蚀机理。具体而言,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟,设计N-GQDs作为缓蚀剂;采用一步水热法制备出所设计的N-GQDs;采用紫外可见(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱证实所制备N-GQDs的分散稳定性;采用失重试验和电化学测试探究N-GQDs在1 mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能;结合吸附等温线和腐蚀面分析,揭示N-GQDs缓蚀机理。结果表明,N掺杂使N-GQDs更易吸附在碳钢表面,使其具有更出色的缓蚀能力;N-GQDs表面存在大量基团,使其在HCl溶液中具有良好的长期分散稳定性;200 mg/L N-GQDs对在1 mol/L HCl溶液中浸泡96 h后的Q235碳钢的缓蚀效率高达90.48%,展示出优异的长期缓蚀能力;N-GQDs的缓蚀机理归因于N-GQDs在碳钢表面的物理吸附和化学吸附。本工作有望为新型绿色缓蚀剂的设计和制备提供参考。 展开更多
关键词 石墨烯量子点(GQDs) N掺杂 盐酸(HCl) 缓蚀性能 碳钢 吸附
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硫酸铝对高掺量流化床粉煤灰基泡沫混凝土性能的影响 被引量：3
2
作者 董必钦 张枭 +2 位作者 刘源涛 何晓伟 王琰帅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期174-181,共8页
随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强... 随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强度低等问题,本工作掺入硫酸铝进行改性,研究并分析了硫酸铝掺量对泡沫混凝土密度、强度和导热系数的影响。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)等研究了硫酸铝作用下CFBFA基泡沫混凝土的水化产物和微观形貌。此外,还利用3D轮廓仪分析了泡沫混凝土的孔隙结构。结果表明,硫酸铝促进了本体系早期AFt的生成,与基准组(硫酸铝掺量为0%(质量分数,下同))相比,15%硫酸铝掺量的CFBFA基泡沫混凝土的初凝时间缩短了470 min,10%硫酸铝掺量的泡沫混凝土3 d强度可达到10.43 MPa,导热系数为0.31 W·m^(-1)·K^(-1)。这种泡沫混凝土具有较快批量化生产的潜力。 展开更多
关键词 泡沫混凝土 流化床粉煤灰(CFBFA) 隔热 无碱液体速凝剂 孔隙结构
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硅酸盐水泥氯离子固化机理及影响因素研究进展
3
作者 龙武剑 钟安楠 何闯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期113-123,共11页
氯离子侵蚀是滨海或除冰盐环境下钢筋混凝土结构耐久性劣化的首要原因。氯离子固化是提升钢筋混凝土结构抗氯离子侵蚀性能最为经济有效的手段之一。因此,大量文献对硅酸盐水泥(PC)氯离子固化机理、固化性能、影响因素等进行了广泛研究... 氯离子侵蚀是滨海或除冰盐环境下钢筋混凝土结构耐久性劣化的首要原因。氯离子固化是提升钢筋混凝土结构抗氯离子侵蚀性能最为经济有效的手段之一。因此,大量文献对硅酸盐水泥(PC)氯离子固化机理、固化性能、影响因素等进行了广泛研究。然而,仍缺乏PC氯离子固化方面的系统性总结论述。因此,本文对PC氯离子固化机理及影响因素的研究进展进行了全面系统综述。首先详细介绍了两类氯离子固化机理;其次分析了氯离子固化性能影响因素;然后定义了氯离子固化贡献度并讨论了不同因素影响下的贡献度变化;最后概述了PC氯离子固化领域面临的主要挑战。本文有助于深化理解PC氯离子固化机理及影响因素,为钢筋混凝土结构寿命预测及耐久性提升提供参考。 展开更多
关键词 氯离子 固化机理 固化性能 硅酸盐水泥
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NaAlO_(2)激发石灰石粉的净浆中胶凝物相表征
4
作者 刘源涛 董必钦 +2 位作者 洪舒贤 王琰帅 房国豪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期134-139,共6页
石灰石粉在水泥基材料中活性较低。然而,采用NaAlO_(2)作为激发剂,可以制备性能较好的石灰石粉基胶凝材料。为深入研究NaAlO_(2)激发石灰石粉的净浆中的胶凝物相,明晰其性能形成机理,本工作对比分析了NaAlO_(2)激发(D1)与NaOH、Al(OH)_... 石灰石粉在水泥基材料中活性较低。然而,采用NaAlO_(2)作为激发剂,可以制备性能较好的石灰石粉基胶凝材料。为深入研究NaAlO_(2)激发石灰石粉的净浆中的胶凝物相,明晰其性能形成机理,本工作对比分析了NaAlO_(2)激发(D1)与NaOH、Al(OH)_(3)按1∶1的物质的量比复配激发(D2)的反应进程、产物占比、力学性能、微观结构特征。试验结果表明,D1与D2均出现了两个放热峰。第一个峰对应着激发剂溶解,第二个峰与单碳型碳铝酸钙(Mc)生成有关。D1中Mc的结晶进程快于D2中的,其第二个放热峰出现时间比D2早。D1中,部分NaAlO_(2)生成了Mc,其他被消耗部分没有形成晶体产物,而是形成介于晶体与无定形状态之间的微晶AH_(3)相。透射电镜(TEM)结果表明,微晶AH3相呈现出衍射斑点零星分布于同心圆环上的衍射特征,其颗粒尺寸比三水铝石(Gibbsite)小,具有更好的胶凝特性。养护28 d后,D1(22.80 MPa)的抗压强度显著高于D2(0.95 MPa),表明AH_(3)相是NaAlO_(2)激发石灰石粉的净浆中的重要胶凝物相。 展开更多
关键词 石灰石粉 NaAlO_(2) 反应进程 胶凝性能 AH3相
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