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碳化法纳米SiO2表面结构研究

采用红外、热重、N2吸附等分析方法,研究了碳化法制备的纳米SiO2表面羟基、孔隙结构和吸油值等随陈化pH值、陈化时间及干燥温度的变化关系.实验结果表明,在不同陈化pH值下SiO2凝聚反应速率不同,陈化pH值由2升高到5,凝聚反应加快,颗粒表面羟基含量由1.54个/nm2减少到1.44个/nm2,平均孔径由11.51 nm增大到23.06 nm,吸油值由1.70 cm3/g升高到1.81 cm3/g;在不同陈化时间下SiO2颗粒间凝聚反应进程不同,陈化时间由10 min延长到90 min,颗粒表面羟基含量由1.48个/nm2减少到1.40个/nm2,平均孔径、吸油值变化不明显;在不同干燥温度下颗粒表面羟基脱除程度不同,干燥温度由100℃升高到500℃,表面羟基脱除增多,羟基含量由1.43个/nm2减少到0.70个/nm2,平均孔径由13.2 nm增加到41.07 nm,吸油值由1.82 cm3/g升高到2.00 cm3/g.

关键词: 碳化法 , 纳米SiO2 , 表面羟基 , 孔隙结构

工艺条件对高铝粉煤灰制备莫来石性能的影响

林滨 , 李少鹏 , 侯新娟 , 李会泉

硅酸盐通报

以内蒙古中西部地区某电厂煤粉炉高铝粉煤灰为原料,经碱液预脱硅、酸洗除杂活化处理,烧结得到莫来石.研究了不同工艺条件对烧结莫来石产品性能的影响及不同烧结条件下的莫来石产品物相及显微形貌转变规律.实验结果表明,经过预处理后,粉煤灰中的Al2O3含量由47.58wt％提高至65.35wt％,当原料平均粒径为2.89 μm,烧结温度为1600℃,恒温时间为2h时,经预处理后的粉煤灰烧结得到莫来石相含量高、长约10 μm左右的棒状晶体,且理化性能良好,满足相关行业标准要求.

关键词: 高铝粉煤灰 , 烧结莫来石 , 原料粒度 , 烧结温度

Si掺杂对Mn3Zn0.6Ge0.4N的负热膨胀和磁性能的影响

李少鹏 , 谭杰 , 赵玉强 , 王维 , 黄荣进 , 李来风

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.05

为了探究Si元素对反钙钛矿材料Mn3Zn0.6Ge0.4N的负热膨胀和磁性能的影响,利用放电等离子体烧结法制备了一系列Si掺杂的Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN(x =0,0.1,0.15,0.2)材料.材料的结构通过多晶粉末X射线衍射进行了表征,测试结果表明实验成功的制备了Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN化合物(空间群Pm-3m).接着,对Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN进行了热膨胀性能测试,发现随着Si掺杂量的增加,样品的负热膨胀温区的起始温度向低温移动,而负热膨胀温区的宽度不变.Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN的磁性能由物理性能测试系统(PPMS)进行了测试,结果表明,掺杂Si元素之后,在370 K附近的顺磁-反铁磁转变完全消失,这与掺杂Si元素之后,负热膨胀起始温度迅速向低温移动的现象一致,证明负热膨胀现象与磁转变的紧密联系.另外,Si掺杂使Mn3Zn0.6Ge0.4N在低温阶段出现自旋玻璃态现象,同时激发了样品的低温铁磁性.

关键词: Mn3Zn0.6Ge0.4N , Si掺杂 , 放电等离子体烧结 , 负热膨胀性能 , 磁性能

煤粉炉高铝粉煤灰碱溶脱硅反应动力学

贺实月 , 李会泉 , 李少鹏 , 李勇辉 , 解强

中国有色金属学报

以内蒙古中西部地区某电厂煤粉炉高铝粉煤灰为对象,研究NaOH溶液脱除粉煤灰非晶态SiO2过程中搅拌速度、反应温度、NaOH溶液初始浓度对粉煤灰非晶态SiO2浸出率的影响,通过实验数据与液固多相反应缩芯模型拟合的方法确定动力学规律及动力学方程.结果表明:SiO2的浸出过程分为2个阶段,反应前期为表面反应控制,表观活化能为80.15 kJ/mol;反应后期为固膜扩散控制,表观活化能为29.93 kJ/mol.结合动力学实验结果及扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析可知,随着反应的进行,固相产物逐渐附着于粉煤灰表面形成固膜导致控制步骤转变.

关键词: 高铝粉煤灰 , 脱硅 , 浸出 , 动力学 , 缩芯模型