关键词： 铝粉   Na2SiO3   溶胶-凝胶法   偶联剂SiO2  

摘要： 先以硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对铝粉粒子进行预处理,使其接枝在粒子表面,然后通过溶胶-凝胶(Sol-gel)沉淀法,以较为廉价的硅酸盐为原料,在水相体系中对铝粉表面进行包覆SiO_2处理。探讨了硅烷偶联剂添加量、硅酸盐浓度以及陈化时间对包覆后产物析氢量的影响。并运用SEM、IR和XRD等方法对包覆样品进行了分析和表征。结果表明,选择合适的工艺条件,可以制备出在60℃碱性缓冲溶液A中12h内发气量小于1mL的铝粉颜料。

关键词： 纳米铝粉   热分析   X射线光电子能谱(XPS)  

摘要： 采用自悬浮定向流法制备金属纳米Al粉。用差示扫描量热-热重法(DSC-TG)和X射线光电子能谱(XPS)分析对其热性能进行研究。研究结果表明:在Ar气流中,新纳米铝粉的熔点为649.7℃,熔化焓为3.7kJ/mol,分别比粗晶铝的熔点(660℃)和熔化焓(10.79kJ/mol)低10.3℃和7.09kJ/mol;在N2气流中,从20℃升温到800℃时,新纳米铝粉增重约为33%,熔点为648.8℃。在704℃开始有一个放热效应,终点为747.7℃,放热过程的焓为36.4kJ/mol;在Ar气流中进行热分析前后的新纳米铝粉中未发现Ar元素存在;而在N2气流中进行热分析后的新纳米铝粉残余物中发现有N元素存在,样品表面Al,N和O原子的摩尔比为32.78:11.98:55.24。

关键词： 混凝土膨胀剂   高铝粉煤灰   石膏   限制膨胀率  

摘要： 目的利用高铝粉煤灰制备一种能够满足工程要求的新型混凝土膨胀剂，合理利用工程废弃物，减少建筑成本．方法利用测量限制膨胀率的方法观察高铝粉煤灰与硬石膏混合后对水泥砂浆试件的补偿收缩效果．采用不同的硬石膏、粉煤灰以及其他膨胀剂的质量配比，分析高铝粉煤灰与其他膨胀剂混合使用时产生的膨胀效果、膨胀速率、稳定时间以及叠加效应．结果高铝粉煤灰的膨胀反应依赖于石膏的存在，当其和硬石膏混合后能够产生较为明显的膨胀效果．随着石膏掺量的增加，限制膨胀率呈增大的趋势．早期和后期膨胀率的增长都较为明显．石膏与粉煤灰的质量比为0．6～1时，膨胀稳定得最快，而且限制膨胀率也能保持在一个很高的水平．高铝粉煤灰部分替代CSA后，限制膨胀率依然可以满足国家标准的技术要求，膨胀速度较快，稳定期较早，替代率可以达到50％．高铝粉煤灰与CSA混合使用时，还可以产生有利于膨胀的叠加效应、结论采用合适的石膏、粉煤灰质量比可以配制出限制膨胀率超过0．04％的膨胀荆，且膨胀量能在10d左右达到稳定，替代部分CSA膨胀剂后限制膨胀率最高能超过0．05％．

关键词： 烧结莫来石   M50   高铝粉煤灰   正交实验   XRD   SEM  

摘要： 利用粉煤灰制备莫来石是粉煤灰高附加值资源化利用研究的一个重要方面,但由于普通粉煤灰中Al2O3含量较低,使得制备过程中必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本。采用正交实验的方法,利用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石,并用阿基米德法测定莫来石样品的物理性能,经过XRD和SEM对制备的莫来石样品进行物相组成和显微结构研究,结果表明:利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的物理性能可以满足《烧结莫来石》标准的质量要求,烧结样品其物相组成主要是莫来石和少量的玻璃相。影响烧结合成莫来石的主要因素是烧结温度,其次是恒温时间和试样的成型压力,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的形成,利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石适宜的烧结温度为1 400℃~1 500℃,恒温时间以2 h^3 h为宜。

关键词： 含能材料   纳米铝粉   钝化   制备   氧化机理  

摘要： 采用高频感应线圈加热，以蒸发一冷凝法制备了纳米铝粉，用空气进行钝化处理，得到有钝化层保护的纳米铝粉。使用透射电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射、差热分析DTA等测试手段，研究了表面钝化处理对纳米铝粉抗氧化性能的影响。结果表明：经过表面钝化处理的纳米铝粉粒径范围为15～60nm，纳米铝粉表面包覆了3～5nm厚的氧化铝膜，形成明显的核／壳结构，具有较好的抗氧化性能，这对于纳米铝粉的存储、活性保护机理的探讨有一定的意义。

关键词： 导电复合材料   甲基乙烯基硅橡胶   镀银铝粉   导电性能  

摘要： 本论文以硅橡胶为基体,镀银铝粉为分散相,制备了高导电橡胶复合材料。研究了镀银铝粉的用量、配合剂种类和用量以及制备工艺对复合材料硫化性能、导电性能以及力学性能的影响；确定了导电填料的最佳逾渗值,对复合材料导电机理进行了初步探究。 研究了不同镀银铝粉用量对复合材料性能的影响。结果表明：随着镀银铝粉用量的增加,体积电阻率逐步下降,并且出现逾渗现象,逾渗值范围为47.1%-54.3%,满足复合材料导电性能要求的最佳镀银铝粉用量为59.8%。 研究了偶联剂种类和用量,硫化剂用量对复合材料性能的影响。结果发现,用含有双键的硅烷偶联剂处理镀银铝粉后,复合材料的硫化时间明显延长,硫化速率降低。通过对采用不同种类的偶联剂处理得到的复合材料的硫化程度,体积电阻率的研究得出,采用15份A151对镀银铝粉表面进行处理,复合材料的导电性能和力学性能均得到提高。 研究了导电复合材料加工硫化等工艺,选择了合适的混炼成型设备,并配备了适宜的工艺条件,确定了较佳的二段硫化工艺技术,制备出达到项目要求指标的导电复合材料。 初步探索了加成硫化体系导电硅橡胶复合材料,选用高活性加成硫化剂制备了性能优异的硅橡胶／镀银铝粉导电复合材料。

关键词： 导电复合材料   甲基乙烯基硅橡胶   镀银铝粉   导电性能  

摘要： 本论文以硅橡胶为基体，镀银铝粉为分散相，制备了高导电橡胶复合材料。研究了镀银铝粉的用量、配合剂种类和用量以及制备工艺对复合材料硫化性能、导电性能以及力学性能的影响;确定了导电填料的最佳逾渗值，对复合材料导电机理进行了初步探究。　　研究了不同镀银铝粉用量对复合材料性能的影响。结果表明：随着镀银铝粉用量的增加，体积电阻率逐步下降，并且出现逾渗现象，逾渗值范围为47.1%-54.3%，满足复合材料导电性能要求的最佳镀银铝粉用量为59.8%。　　研究了偶联剂种类和用量，硫化剂用量对复合材料性能的影响。结果发现，用含有双键的硅烷偶联剂处理镀银铝粉后，复合材料的硫化时间明显延长，硫化速率降低。通过对采用不同种类的偶联剂处理得到的复合材料的硫化程度，体积电阻率的研究得出，采用15份A151对镀银铝粉表面进行处理，复合材料的导电性能和力学性能均得到提高。　　研究了导电复合材料加工硫化等工艺，选择了合适的混炼成型设备，并配备了适宜的工艺条件，确定了较佳的二段硫化工艺技术，制备出达到项目要求指标的导电复合材料。　　初步探索了加成硫化体系导电硅橡胶复合材料，选用高活性加成硫化剂制备了性能优异的硅橡胶／镀银铝粉导电复合材料。

关键词： 纳米铝粉   水解   纳米纤维   纳米AlO(OH)纤维   复合净水材料   铅   镉   铜   锰   苯酚   细菌   吸附  

摘要： 在常规污水处理中,铝、铁、锰等氧化物及其氢氧化物由于具有较大比表面积、良好的微孔结构、电荷密度高等特点,对水中的重金属、有机物、细菌病毒等有较强的吸附作用。利用含有上述金属元素的吸附剂处理环境中污染物已引起越来越多科研工作者的兴趣。纳米粒子所具有的小体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及表面界面效应以及由其制备的纳米功能材料具有完全新型的性质,为纳米材料在各个领域的应用,奠定了基础。本文利用实验室自有设备,采用电爆炸法制备纳米铝粉,探讨了金属丝电爆炸实验装置的工艺条件,研究了各电爆炸工艺参数对纳米铝粉晶粒度的影响。该方法制备纳米材料,方法独特,无二次污染,工艺流程简单。本文进一步研究了氮气环境下,电爆炸法制备的纳米铝粉与二次去离子水直接水合反应后产物的特征,对水合过程中水解产物的粒度、形貌、比表面积进行了研究,并考察了外加试剂对水解产物比表面积的影响。选择比表面积较大的水解产物AlO（OH）作为吸附剂对Cu2+和Pb2+模拟废水进行吸附处理,研究该吸附剂对水中Cu2+和Pb2+的去除作用,探讨该吸附剂对重金属离子的吸附机理。由于纳米颗粒吸附剂从水中分离出来困难,导致在水处理运行中不能充分发挥这些物质的吸附特性,本研究采用纳米铝粉水解法、以活性炭纤维毡为载体,制备一种新型的复合净水材料。通过对含有低浓度Cd2+、Mn2+模拟废水的动力学以及影响吸附的因素研究,考察该净水材料的吸附性能,并在此基础上进一步研究了复合净水材料对苯酚、细菌的吸附。通过该论文的研究结果,希望能够给环境废水污染治理领域提供一种新方法,新思路和新材料。

关键词： 铝灰   超细氧化铝粉体   碳酸氢铵   前驱体碳酸铝铵   新工艺  

摘要： 电解生产铝的过程中产生大量铝灰、铝渣。作废渣弃去,既污染环境又造成铝资源浪费。开发研究从工业铝灰中回收铝制备超细氧化铝粉体,既降低环境污染、回收有效资源,又能低成本地制备超细氧化铝粉体,该研究具有非常重要的实际意义。 本文介绍了一条回收铝灰中的铝制备氧化铝粉体的新工艺。用硫酸浸取铝灰,使之转化为硫酸铝溶液。单因素实验研究了硫酸浓度、浸出温度、浸出时间、硫酸用量等对浸取反应的影响,得出适宜的工艺条件,铝浸出率达95%以上。 采用亚铁氰化钾沉淀法去除硫酸铝溶液中的铁离子,该方法去除铁离子能力极高,可将溶液中的铁含量降至几个ppm,研究了配料比对除铁率的影响,得到适宜的除铁操作条件,除铁率达97.39%。 用硫酸铝-碳酸氢铵反应体系通过沉淀法生成前驱体碳酸铝铵沉淀和硫酸铵溶液,过滤、洗涤、煅烧碳酸铝铵得粒径小于100nm氧化铝粉体,蒸发浓缩硫酸铵溶液得到硫酸铵晶体。单因素实验研究了铝盐浓度、反应溶液的pH值、分散剂类型、分散剂用量对氧化铝粒径的影响,得到优化的工艺条件。 所得产品经过XRD和SEM等方法检测为60nm粒径的α-Al2O3。 沉淀反应得到的滤液经蒸发浓缩、干燥得副产物硫酸铵,含N18.2%。 以铝灰为原料制备纳米氧化铝粉体是回收利用铝灰的一种新方法,原料便宜,工艺简单,产品价值高,具有潜在的经济效益。无废气、污水、新的废渣排放。

关键词： 纳米铝粉   推进剂   核/壳结构   活性   稳定性   环境因素  

摘要： 纳米铝粉是含能材料的一种新型金属燃烧剂,由于其具有普通铝粉不具备的特性近年来倍受关注。纳米铝粉可显著提高推进剂的燃烧速率、比冲,降低其特征信号等。然而活性丧失的纳米铝粉在含能材料中反而起到相反的作用,因此系统地研究纳米铝粉的活性及其活性保持机制显得尤为重要和迫切。 本论文基于激光-感应复合加热技术,制备了慢氧化钝化、碳包覆及推进剂有机组分包覆三类不同核/壳结构的纳米铝粉,采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS及FTIR等手段对制备的粉末进行表征,采用TG-DSC/DTA及气体容量法测量粉末的热学性能及活性铝含量,研究了纳米铝粉特征因素及环境因素对纳米铝粉活性的影响。 氧化铝钝化纳米铝粉通过引入小剂量氧气获得,是一个“钝化-自饱和”的过程。碳包覆纳米铝粉是在甲烷气氛中制备的,由于碳在铝中的溶解度较低,甲烷分解的碳原子沉积于铝粒子表面。有机物包覆纳米铝粉的形成则通过有机分子的官能团结合（如粘结剂HTPB）或吸附沉积于铝粒子表面（如增塑剂DOS）。表征结果表明这些纳米铝粉呈球形的核/壳结构,粒径范围10-90nm,平均粒径50nm;粒子的内核均为结晶铝,而外壳分别为非晶氧化铝、类洋葱状石墨及非晶有机物,且外壳厚度约3.5nm左右。 三种不同包覆核/壳结构纳米铝粉在铝熔点（660℃）之前均出现早期氧化,但碳包覆及有机物包覆纳米铝粉的早期氧化展现了比氧化铝钝化纳米铝粉较低的氧化开始温度（Ton,约30℃）及氧化峰温（Tpeak,约20℃）,较高的氧化热焓（△H）及氧化增重（△m）,这是由于石墨碳层及有机物层在加热过程中首先燃烧和热解,从而较早的触发纳米铝粉点火并加速氧化,这表明包覆层类型对纳米铝粉的活性有影响。氧化铝钝化纳米铝粉的DTA结果表明,随着铝粒子粒径从50nm减少到20nm,早期氧化的放热焓变从3.72 kJ/g减少到0.93 kJ/g,小尺寸粒子活性反而降低与其相对低的活性铝含量有关。激光-感应复合加热方法制备的纳米铝粉的氧化放热焓变是高频感应方法制备的3倍,这与不同制备方法的蒸发情况及能量注入方式有关。因此,纳米铝粉特征因素对其活性的影响是多方面的。 为了评价不同包覆层对纳米铝粉活性的保持能力,研究了环境因素（湿度、温度及时间）对不同包覆纳米铝粉活性的影响。结果表明,氧化铝钝化纳米铝粉对湿度极为敏感,其水解产物是Al（OH）3;碳包覆纳米铝粉由于包覆不均匀在一定程度上仍受湿度的影响,而有机物包覆则由于有机物的疏水特性使其活性较少受湿度影响。氧化铝钝化纳米铝粉在300℃之前基本可以稳定存在,说明了致密的非晶氧化铝钝化层在低温阶段具有一定的抗氧化能力;在400℃之前,由于石墨碳壳存在燃烧而有机物存在热解,外壳对纳米铝粉活性的保持能力随着温度的升高而下降,表明碳包覆纳米铝粉与有机物包覆纳米铝粉受温度的影响很大。随储存时间的延长,氧化铝钝化纳米铝粉活性下降,开始阶段的氧化尤为明显;时间对碳包覆纳米铝粉活性也有一定影响;而在大气环境下储存2年的HTPB包覆纳米铝粉仍有较高的活性表明随着储存时间的延长有机物能有效的保持纳米铝粉的活性。 最后讨论了纳米铝粉氧化的机理。纳米铝粉的氧化分为两个阶段:在铝的熔点之前是慢氧化阶段,氧气通过氧化铝壳层扩散;高于铝的熔点是快速氧化阶段,铝和氧同时通过氧化铝壳层扩散。