水热法制备C-S-H开题报告正文

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C—S—H凝胶的研究综述

C—S—H凝胶的研究综述

于 一 些 数 量 较 大 ,价 值 较 高 的材 料 ,可 以 采 用 招 标
的方 法 来 进 行 采 购 ,这 种 方 法 比较 公 开 、公 正 ,所
以很 容 易 保 证 材 料 的 质 量 和 价 位 ; 对 于 一 些 价 格 不 高 , 数 量 不 大 的 材 料 ,可 以 采 用 比价 采 购 的 方 法 ,
了 综 述
关 键 词 C—S—H 凝 胶 ; 凝 胶 结 构 ; 水 泥 ; 混 凝 土
0 前 言
C — S — H凝胶 是 C a O— S i O : 一 H: 0系统 中的一 个 大
1 C— S—H 凝 胶 的 制 备
目前 所 研 究 的 C — S — H 凝 胶 主 要 通 过 3种 方 式
从 符 合 采 购 条 件 的 众 多 厂 家 中 ,选 择 两 家 以 上 的供 应 商 进 行 询 价 , 然 后 进 行 全 面 的 评 审 ,选 择 综 合 评
参 考 文献 :
[ 1 ]许 建 涛 ,张 红 斌 ,张 琼 . 如 何 规 避 建 筑 材料 价 格 波 动 对 T 程 造 价 的 影 响[ J 】 _ 水 利 科 技 与 经济 , 2 0 1 0 , 1 6 ( 8 ) : 8 6 0 — 8 6 1 .
特 殊 性 ,研 究 时 需 采 用 多 种 方 法 多 角 度 综 合 考 察
才 能 得 到较 为全 面 的结 果 。 占材 料 总 费 用 的 3 2 % பைடு நூலகம் 所 以 ,建 筑 企 业 可 以 根 据 材 料 的 不 同 费 用 比例 ,来 采 取 不 同 的 采 购 方 式 。对
作 者 简介 :邱敏 慧( 1 9 7 2 一) ,女 , 云 南 临 沧 人 , 副 高 级 工 程 师 , 注 册 造 价 工 程 师 , 从 事 工 程 建 设 造 价 管理 工 作 。

硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红的研究的开题报告

硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红的研究的开题报告

硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红的研究的开题报告一、选题背景氧化铁红是广泛应用于颜料、涂料、建筑材料、电子器件等方面的重要材料之一。

在传统的制备方法中,采用铁矿石还原炉、电炉等高温工艺制备氧化铁红,存在能源消耗大、排放污染物等问题。

而硫铁矿烧渣是一种工业废弃物,如何将其综合利用将是一个环保、节能和资源回收的重要课题之一。

因此,本研究将探讨硫铁矿烧渣的水热法制备氧化铁红的可能性。

二、研究目的本研究旨在探究硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红的可行性及工艺条件,在此基础上,探讨其制备氧化铁红颜料的应用性能。

三、研究内容1. 烧渣的物化性质分析:对硫铁矿烧渣进行取样、热重-差热分析、X射线衍射分析、红外光谱分析等,探究其物化性质与结构组成。

2. 烧渣水热法合成氧化铁红:在水热条件下,探讨硫铁矿烧渣制备氧化铁红的合成反应机理,设计合理的工艺条件,如反应温度、压力、反应时间、反应物比例等。

3. 在氧化还原条件下改变颜色:改变合成氧化铁的还原剂、还原时间、还原温度等条件,探究其对颜色的影响。

4. 物理化学性质及应用性能测试:通过测试氧化铁红的颜色、颜色稳定性、比表面积、粒径等物理化学性质,评价其在颜料、涂料等领域的应用性能。

四、研究意义1. 通过对废弃物的综合利用,节约原材料和能源,降低污染和环境压力。

2. 探究硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红的可行性,对非常规制备方法的研究和工业应用有指导意义。

3. 发展新型的合成氧化铁的工艺条件和方法,丰富氧化铁红的来源,提高其在颜料、涂料、建筑材料等领域的应用性能。

五、论文结构第一章绪论1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 研究内容第二章硫铁矿烧渣的物理化学性质分析2.1 硫铁矿烧渣的来源及物性特征2.2 硫铁矿烧渣的物理化学性质分析第三章硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红3.1 硫铁矿烧渣水热法合成氧化铁红的原理及过程3.2 工艺条件的确定第四章氧化还原条件下改变颜色4.1 改变还原剂种类的影响4.2 改变还原时间的影响4.3 改变还原温度的影响第五章物理化学性质及应用性能测试5.1 物理化学性质测试5.2 应用性能测试第六章结论与展望6.1 结论6.2 展望。

Co-Ni-Ga和Co-Ni-Sn三元合金的制备

Co-Ni-Ga和Co-Ni-Sn三元合金的制备

Co-Ni-Ga和Co-Ni-Sn三元合金的制备本工作欲以制备具有磁性的Heusler合金材料。

以乙二醇作为还原剂和溶剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂和控制剂采用水热法制备出单相的Co-Ni二元合金,并在此基础上,用水热法制备Co-Ni-Ga和CO-Ni-Sn三元合金。

利用XRD和SEM对样品进行表征和形貌观察并通过EDS分析对样品进行成分分析。

由于乙二醇的还原性较弱,在本实验条件下不能还原镓和锡的盐,因此本实验采用乙二醇还原钴和镍的盐并分别加入镓和锡的单质在高温高压下进行反应。

研究发现二元合金颗粒大小在300纳米左右;Co-Ni-Ga三元合金中镓的含量与反应时间有关,颗粒大小不均匀,大致在几百纳米到2微米之间; CO-Ni-Sn三元合金颗粒为纳米级。

1.1磁性材料1.1.1简介磁性材料通常是指具有较强磁性的材料,是最古老的功能材料之一。

工业上最早应用的磁性材料主要是软铁、硅钢片、铁氧体等。

二十世纪60年代起,非晶软磁材料、纳米软磁材料、稀土软磁材料等高性能磁性材料相继出现。

磁性材料具有能量转换、储存或改变能量状态的功能,是重要的功能材料。

1.1.2 磁性材料的性能参数磁化强度(M):单位体积磁性材料内各磁矩的矢量和磁感应强度(B):在外磁场作用下,磁性材料内部原子磁矩有序排列还将产生一个附加磁场。

外加磁场与附加磁场的总和称为磁感应强度。

磁导率(μ):磁感应强度与磁场强度的比,即 B/H矫顽力(Hc):铁磁体达到磁化饱和后,使它的磁化强度或者磁感应强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力。

剩磁(Mr或Br):铁磁体达到磁化饱和后,去掉外磁场,在磁化方向保留的磁化强度或磁感应强度称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度,即剩磁。

磁损耗(W):软磁材料在磁化和反磁化的过程中所损失的能量。

磁能积(BH):磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度,数值为磁感应强度和磁场强度的乘积。

1.2 Heusler合金1.2.1 简介Heusler合金是一类金属间化合物,它首先是由F.Heulser在1903年发现的。

β-FeOOH制备及其还原过程研究的开题报告

β-FeOOH制备及其还原过程研究的开题报告

β-FeOOH制备及其还原过程研究的开题报告
题目:β-FeOOH制备及其还原过程研究
摘要:
本研究旨在制备β-FeOOH,并研究其在还原过程中的物化性质等相关性质。

具体包括以下几个方面:
1. β-FeOOH的制备:采用常规的水热法制备β-FeOOH。

首先制备β-FeOOH的前体物α-FeOOH,通过调节反应条件和pH值,利用水热法将α-FeOOH转化为β-FeOOH。

2. β-FeOOH的结构表征:采用X射线衍射仪和透射电子显微镜对β-FeOOH的晶体结构、形貌和尺寸进行表征。

3. β-FeOOH的还原过程:通过还原β-FeOOH样品,研究其还原过程中的物化性质,包括比表面积、孔径分布、晶体结构等。

4. β-FeOOH还原产物的表征:采用X射线衍射仪、透射电子显微镜等对还原产物的晶体结构和形貌进行表征,并分析其电化学性能。

研究计划:
第1年
1. 确定β-FeOOH的制备条件。

2. 对制备的β-FeOOH进行结构表征。

3. 研究β-FeOOH的还原过程。

第2年
1. 对β-FeOOH还原产物进行表征。

2. 分析还原产物的电化学性质。

3. 撰写完成论文。

预期成果:
1. 成功制备β-FeOOH。

2. 研究β-FeOOH在还原过程中物化性质的变化规律。

3. 分析还原产物的性质和电化学性能。

关键词:β-FeOOH,制备,还原,表征。

高质量氧化锌晶体的水热法合成及其光电性能研究的开题报告

高质量氧化锌晶体的水热法合成及其光电性能研究的开题报告

高质量氧化锌晶体的水热法合成及其光电性能研究的开题报告一、研究背景氧化锌晶体在半导体领域有着广泛的应用。

目前,研究人员已经成功合成了多种氧化锌晶体,但是存在一些问题,如样品结构不纯、光电性能不理想等。

因此,为了获得高质量的氧化锌晶体,需要寻找新的制备方法和优化制备条件。

二、研究目的本研究旨在利用水热法制备高质量的氧化锌晶体,并对其光电性能进行研究,为该领域的研究提供一定的理论支持和实验数据。

三、研究内容1. 水热法制备高质量氧化锌晶体选择适当的前体、反应温度和时间等制备条件,通过水热法制备高质量的氧化锌晶体。

利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品结构、形貌等进行表征。

2. 研究氧化锌晶体的光电性能分别测量氧化锌晶体的紫外-可见吸收光谱和光致发光(PL)光谱等光电性能,研究其光学、电学和光谱学特性等。

四、研究意义1. 提高了氧化锌晶体的制备技术水热法制备氧化锌晶体具有反应温度低、反应时间短等优点,可以提高氧化锌晶体的制备效率和结构纯度。

2. 为氧化锌晶体在半导体领域的应用提供新思路通过研究氧化锌晶体的光电性能,可以更好地了解其在半导体领域的应用潜力。

同时,可以为制备其他新型半导体晶体提供借鉴和参考。

3. 为环保工业发展提供支持氧化锌晶体具有优异的电光性能和光解性能,可以应用于环保领域的废水处理、气体净化等方面,对环境保护和节能减排等方面具有积极作用。

五、研究方案1. 实验条件前体:氢氧化锌(Zn(OH)2)、乙烯醇(C2H5OH)、氯化铵(NH4Cl)反应温度:100 ℃ ~ 200 ℃反应时间:10 h ~ 24 h2. 实验步骤(1) 微量乙烯醇加入氢氧化锌水溶液中,加入氯化铵,调节溶液的pH值,搅拌完全后,放入高压釜中反应。

(2) 取出高压釜,冷却至室温。

将反应产物分离、洗涤、干燥。

(3) 通过XRD、SEM等测试手段对得到的氧化锌晶体进行表征。

(4) 采用紫外-可见吸收光谱、PL光谱等测试手段研究样品的光电性能,并分析其光学、电学和光谱学特性等。

氯氧化锑开题报告范文

氯氧化锑开题报告范文

氯氧化锑开题报告范文氯氧化锑开题报告范文一、研究背景氯氧化锑是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用领域。

它在化学工业中被用作催化剂、阻燃剂和颜料的原料,同时也在医药和电子工业中发挥着重要的作用。

然而,目前对氯氧化锑的研究还比较有限,尤其是在其合成方法、结构特性和性质的研究方面存在一定的空白。

因此,本研究旨在深入探究氯氧化锑的合成方法、结构特性以及其在催化和阻燃领域中的应用。

二、研究目的本研究的主要目的是通过合成氯氧化锑,并通过一系列表征手段,如X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,来研究其结构特性。

同时,我们还将对氯氧化锑的催化性能和阻燃性能进行评估,并探索其在相关领域的应用潜力。

三、研究方法1. 合成方法:我们将采用水热法合成氯氧化锑,并通过调控反应条件,如反应温度、反应时间和反应物比例等,来探究其合成的最佳条件。

2. 结构表征:通过X射线衍射(XRD)技术,我们将研究氯氧化锑的晶体结构和晶格参数。

通过扫描电子显微镜(SEM)技术,我们将观察其形貌和粒径分布。

通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,我们将分析其化学键和官能团的存在情况。

3. 性能评估:我们将利用氯氧化锑作为催化剂,对一系列模型反应进行催化性能评估,并与传统催化剂进行比较。

同时,我们还将对氯氧化锑的阻燃性能进行评估,并与市售阻燃剂进行对比分析。

4. 应用探索:结合氯氧化锑的结构特性和性能评估结果,我们将探索其在催化和阻燃领域中的应用潜力,并进行初步的应用实验。

四、研究意义1. 填补研究空白:目前对氯氧化锑的研究还比较有限,本研究将为其合成方法、结构特性和性能评估提供新的研究思路和方法。

2. 提高氯氧化锑的应用价值:通过深入研究氯氧化锑的性能和应用潜力,我们将为其在催化和阻燃领域中的应用提供新的思路和技术支持。

3. 推动相关领域的发展:氯氧化锑作为一种重要的无机化合物,在化学工业、医药和电子工业等领域具有广泛的应用前景。

基于水热合成纳米氧化镓及镓酸锌的形貌与性能研究的开题报告

基于水热合成纳米氧化镓及镓酸锌的形貌与性能研究的开题报告标题:基于水热合成纳米氧化镓及镓酸锌的形貌与性能研究研究背景:纳米氧化镓和镓酸锌是近年来受到广泛关注的材料之一,具有广泛的应用场景和潜在的商业化价值。

其中,氧化镓是一种具有优异半导体特性和光学性能的材料,可用于柔性电子器件、传感器、LED等领域。

而镓酸锌则作为一种具有优异电学、光学和化学性能的材料,在可见光吸收、高效率光电转换、气敏等方面有着广泛的应用。

目的和意义:本研究旨在通过水热合成法制备纳米氧化镓及镓酸锌,并研究其形貌与性能。

主要包括以下几个方面:1. 通过水热合成法制备纳米氧化镓及镓酸锌2. 研究不同合成条件对纳米氧化镓及镓酸锌形貌和尺寸的影响3. 研究纳米氧化镓及镓酸锌的光学、电学和气敏性能4. 探究合成纳米氧化镓及镓酸锌的机理研究内容:1. 合成纳米氧化镓及镓酸锌采用水热合成法制备纳米氧化镓及镓酸锌,研究不同合成条件对材料性质的影响。

探究不同反应时间、温度、溶剂类型及配比等条件下的合成机理和形貌控制方法。

2. 纳米氧化镓及镓酸锌的性能研究通过测试和表征样品的光学吸收、荧光发射、电学和气敏等性能,研究不同形貌和尺寸的纳米氧化镓及镓酸锌的性能表现和应用潜力。

3. 研究机理通过XRD、TEM、SEM等手段进行材料结构和形貌表征,探究纳米氧化镓及镓酸锌的生长机理和形貌控制机制。

预期成果:本研究预期在纳米材料合成与应用领域取得一系列研究成果,主要包括但不限于以下几个方面:1. 研究水热法合成纳米氧化镓及镓酸锌的最优合成条件,探究不同反应参数对产物形貌和尺寸的影响;2. 揭示纳米氧化镓及镓酸锌的电学、光学和气敏性能,并分析其表现与物理机制;3. 探究纳米氧化镓及镓酸锌的生长机理和形貌控制机制;4. 为材料科学领域的发展提供一定的理论支持和技术指导。

研究方法:本研究采用水热法合成纳米氧化镓及镓酸锌,通过常规的材料表征手段,包括XRD、TEM、SEM、UV-Vis、荧光光谱、透射电镜、透射电子显微镜等手段对样品形貌结构、晶体结构、光电性能等进行表征和分析。

(2023)最新水热法制备ZnO纳米材料及其影响因素的研究开题报告

(2023)最新水热法制备ZnO纳米材料及其影响因素的研究开题报告.答案(一)研究背景随着纳米科技和材料科学的发展,纳米材料已成为当前研究的热点。

其中,氧化锌纳米材料因其优异的物理、化学性质及广泛的应用领域备受关注。

水热法作为制备氧化锌纳米材料的一种方法,具有简单易行、成本低廉等优点,因此受到广泛关注。

研究目的本文旨在对水热法制备氧化锌纳米材料进行研究,并探究影响其制备过程及性质的因素,从而为其应用领域提供理论和实验依据。

研究内容1.概述水热法制备氧化锌纳米材料的过程2.系统研究影响制备氧化锌纳米材料过程的因素,包括反应温度、反应时间、溶液浓度等。

3.对制备得到的氧化锌纳米材料进行表征,包括粒径、形貌、结晶性等。

4.探究氧化锌纳米材料的性质,包括光学性质、催化性能等。

5.对影响氧化锌纳米材料性质的因素进行研究和分析。

研究方法1.采用水热法制备氧化锌纳米材料。

2.利用SEM、TEM等显微分析技术对氧化锌纳米材料进行形貌和结构的表征。

3.利用XRD、FTIR、UV-Vis等分析技术对氧化锌纳米材料的晶体结构、光学性质等进行分析。

4.利用对苯二酚-光度法、紫外光谱法等方法对氧化锌纳米材料的催化性能进行测定。

研究意义1.为水热法制备氧化锌纳米材料提供一种新途径。

2.探究影响制备过程及性质的因素,为优化氧化锌纳米材料的制备提供依据。

3.系统地分析氧化锌纳米材料的性质,为其在光学、催化等领域的应用提供理论基础。

4.对于绿色合成、减少污染、节约成本等方面也有一定的贡献。

研究计划阶段时间任务第一阶段2023.1-2023.3 文献综述,明确研究思路和方向第二阶段2023.4-2023.6 开展水热法制备氧化锌纳米材料的实验第三阶段2023.7-2023.9 对制备得到的氧化锌纳米材料进行表征和性质研究第四阶段2023.10-2023.12分析影响氧化锌纳米材料制备和性质的因素,撰写论文第五阶段2024.1-2024.2 完善并提交毕业论文参考文献1.Li Y, Wang Y, Zhang L, et al. Synthesis of ZnOnanoparticles in microemulsions and theircharacterization[J]. Materials Science and Engineering: B, 2008, 149(1): 10-14.2.Liu F, He S, Ge C, et al. Hydrothermal synthesis of ZnOnanostructures with different morphologies[J]. Journalof Alloys and Compounds, 2009, 467(1-2): 369-373.3.Chen X, Mao S S. Titanium dioxide nanomaterials:Synthesis, properties, modifications, andapplications[J]. Chemical Reviews, 2007, 107(7): 2891-2959.4.Pan S, An L, Li W, et al. Hydrothermally grown ZnOnanorods and nanosheets: Characterization and gassensing properties[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2011, 156(2): 700-706.5.Singh R P, Singh P, Singh A K. A comprehensive review onsynthesis, characterization, photocatalytic activity,and mechanism of ZnO nanoparticles[J]. Advances inColloid and Interface Science, 2017, 242: 65-79.结论经过实验和分析,本文得出以下结论: 1. 水热法是一种可行的制备氧化锌纳米材料的方法; 2. 反应温度、时间和溶液浓度是影响氧化锌纳米材料制备和性质的关键因素; 3. 制备得到的氧化锌纳米材料在形貌、结晶性、光学性质和催化性能等方面表现出良好的性质; 4. 氧化锌纳米材料具有潜在的光学、电化学和催化应用前景。

实验2-2水热法制备炭包碲化银纳米线解析

图1葡萄糖分子中的醛基,有还原性,能与银氨溶液反应:CH20H(CH0H)4CH0+2Ag(NH3)2OCH20H(CH0H)4C00NH4+2Ag3NH3+H20目前已经有文献报道通过在葡萄糖溶液中加入一硝酸银或一亚碲酸盐后通过水热法成功的制备出炭包银和炭包碲纳米线[1]:Ag@C nano wire Te@C nano wier基于对以上文献报道数据及其原理的分析,本实验通过在葡萄糖溶液中同时加入硝酸银和亚碲酸钠后对其进行水热合成。

通过调整反应物浓度、反应时间、反应酸碱度等反应条件预期合成出均匀的炭包碲化银纳米线。

三、实验预备药品、仪器。

葡萄糖(天津大茂化学试剂厂),亚碲酸钠(>97%,阿拉丁试剂),硝酸银(AR,阿拉丁试剂),去离子水,95%乙醇;50mL高压反应釜,50ml小烧杯,玻璃棒,鼓风干燥箱,电子天平,砂芯漏斗,超声波清洗仪。

四、实验过程1. 材料制备用电子天平分别称取0.085g硝酸银、0.0554g亚碲酸钠放入50mL烧杯中,用移液管准确移取32mL去离子水加入到上述烧杯中,并于超声波清洗仪超声分散10min,然后加入3.0g葡萄糖于混合溶液中,再次置于超声清洗仪超声分散10min,最后加入3ml的1M NaOH溶液,用手拧紧反应釜,放入烘箱中。

设定反n40BO 样品20/degree图2样品的XRD谱图从图2的XRD谱图上看,由上述配比下(0.085g硝酸银、0.0554g亚碲酸钠,即AgNO3 : Na2TeO3=2:1)和相应的反应环境(如:pH等条件)下,所制得的产品中晶相Ag和Te比较多,这说明在Na2TeO3和AgNO3反应生成Ag2TeO3的过程前,绝大多数的Na2TeO3和AgNO3已经在葡萄糖的醛基还原作用下分解生成Ag和Te,只有少部分的Na2TeO3和AgNO3反应生成Ag2TeO3,并在葡萄糖的醛基还原作用下分解生成Ag2Te。

这是通过比较XRD图上不同峰的位置和峰的强度来分析样品中存在的物种和晶相,但单一测试方法可能带来一定的误差,故要结合其他的现代测试方法,如:红外谱图、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。

CdS、TiO2纳米结构的合成及其光解水产氢性能研究的开题报告

CdS、TiO2纳米结构的合成及其光解水产氢性能研究的开题报告项目名称:CdS、TiO2纳米结构的合成及其光解水产氢性能研究研究意义:水能够分解成氢气和氧气,因此,利用阳光代替传统化石能源来产生氢气受到了广泛的关注。

此外,CdS和TiO2以其良好的光催化性能,被广泛研究并应用于光催化分解水制氢体系中。

基于此,本研究将尝试合成CdS和TiO2纳米结构,并利用其光催化性能,探索光解水产氢的方法,从而为解决能源问题提供一种可行的和环保的途径。

研究内容和计划:1. 合成CdS和TiO2纳米结构采用水热法合成CdS纳米结构和溶胶-凝胶法合成TiO2纳米结构,研究其结构、形貌和光学性质。

通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计进行表征和分析。

2. 测试CdS和TiO2纳米结构的光催化性能采用光催化分解水制氢试验平台研究CdS和TiO2纳米结构的光催化性能。

考虑到光催化性能受很多因素影响,将研究多种因素对其光催化活性的影响,例如不同的催化剂浓度、光强度和光照时间等。

3. 实验设计和数据分析按照设计好的方案进行实验,分析实验结果,比较不同实验结果,得出结论。

相关数据将采用统计学方法进行分析和处理。

4. 论文撰写根据实验结果和分析,撰写论文并发表在相关学术期刊。

研究预期成果及应用:1. 成功合成CdS和TiO2纳米结构,并研究了其结构、形貌和光学性质。

2. 实验测试出CdS和TiO2纳米结构的光催化分解水制氢性能及其影响因素。

3. 通过分析实验结果,得出结论并撰写论文发表在相关学术期刊中。

4. 为解决能源问题提供可行的和环保的途径。

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毕业论文开题报告1.结合毕业论文情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:文献综述1.1 本课题研究的目的和意义硅酸盐材料、金属材料、高分子材料是现代三大类人造材料。

传统的水热合成水化硅酸盐材料主要追求结晶良好的矿物组分,如硬硅钙石、托贝莫来石、水石榴石等,不仅能耗高,而且产品的功能有限。

本文将着眼点放在结晶度很低、比表面积极大、粒径尺寸数十纳米的水化硅酸盐材料上,研究其制备工艺和应用,能耗低、可利用工业废渣、污染小,符合节约能源和资源及可持续发展的战略方向。

对于拓宽合成水化硅酸盐的应用领域,很有理论意义,同时,对于改造传统的硅酸盐工业生产工艺,调整产品结构,具有实用价值。

一般来说,纳米材料的合成与制备包括纳米粉体、块体及纳米薄膜的制备。

纳米粉体的制备方法按研究的学科大体可分物理法、化学法(综合法)。

按照物质的原始状态分类,可分为固相法、液相法和气相法:按制备技术分类,又可分为机械粉碎法、气体蒸发法、溶液法、激光合成法、等离子体合成法、溶胶—凝胶法,水热法等。

水热法,又称高温水解法,主要利用水热反应来制备纳米材料。

所谓水热反应是高温高压下在水(水溶液)或蒸气等流体中进行有关化学反应的总称[1]。

目前在水热合成硅酸盐材料的工业生产中,人们关注的重点是在较高的压力和温度下生成结晶程度较高的水化硅酸钙,认为其力学性能较好,而对于在水热合成中生成的结晶度很低的水化产物,如C—S—H凝胶、CSH(B)等,很少有人去关注其性能及应用。

但是混凝土中水泥石的强度并不是来自于结晶良好的水化硅(铝)酸钙,而是来自于比表面积巨大的结晶不良的水化硅(铝)酸钙,这就启发我们去研究较弱的蒸压制度(较低的压力,较短的恒压时间)下所形成的结晶不良的凝胶状的水化硅酸钙。

开发利用这一类水化硅酸钙材料所采用的原材料广泛易得,可利用固体废渣,符合环保要求,而且安全无毒,所需能耗低,因此具有积极的社会意义和重要的应用价值。

现如今人们对各种纳米材料的研究层出不穷。

纳米粉体粒子具有传统材料不具备的许多特殊性质,从而使得纳米材料具有广阔的应用前景[2-3],但水化硅酸盐纳米材料的研究领地却很少有人涉足。

因此该研究对于拓宽纳米粉体材料的应用领域在理论上具有很大指导意义。

自1982年开始用水热反应制备超细微粉以来,水热法已引起国内外的重视。

用水热法制备的超细粉末,最小粒径已经达到数纳米的水平[4-6]。

1.2 水化硅酸钙纳米粉体在国内外研究进展纳米材料作为近几年来发展最为迅速的学科之一,在日常生活中起到了关键性的作用。

水化硅酸钙的纳米粉体是怎么样研究发展的,用什么样方法制备的,具体原理是什么[7],怎么样应用的呢,下面我们进行一些简单的介绍。

自1915年在英国伦敦召开“蒸压硅酸钙建筑制品国际会议”以来,先后于1969年、1972年、1978年、1982年分别在荷兰的Utrecht 、德国的Hannover 、德国的Karlsruhr 和日本横滨召开了四次以蒸压硅酸钙、灰砂制品或水热合成反应为主题的国际会议。

国外Taylor 对C-S-H 作了比较系统的分类,为后人研究C-S-H 提供了理论基础[8]。

在我国彭小芹[9]利用工业废物—粉煤灰与石灰在蒸压釜中进行水热反应,来制备以水化硅酸钙为主要成分的超细粉体材料,并利用现代测试技术对这种粉体材料的一系列性能进行测试与表征。

寄希望于这种粉体材料可以作为一种无机粉体填料应用于涂料、橡胶、塑料等产品中,拓宽粉煤灰的应用范围。

同时彭小芹[9]通过动态水热合成方法,采用低成本的硅藻土[10]与生石灰作原料,在120℃恒温恒压,并分别在4 h 、7 h 、10 h 的蒸压制度下制备出水化硅酸钙纳米粉体,其研究结论是采用动态水热合成法,恒温120℃制备的水化硅酸钙为主要成分的纳米粉体材料,其粒径为50nm 左右,有非常大的比表面积,且内部多孔。

封孝信[11]等采用碱硅酸盐与钙盐的溶液反应法合成了不同C/S 的C-S-H ,研究了碱离子在C-S-H 中的存在方式,研究发现C/S 是衡量C-S-H 凝胶对固定碱能力的一个重要指标。

随着C-S-H 和C-A-S-H 凝胶C/S 的降低,C-S-H 凝胶中硅氧四面体的平均 44][SiO 四面体链长度增加,其固碱能力随着C/S 的降低而增大。

王红霞[12]以硝酸钙和硅酸钠为主要原料采用溶液反应法合成出了单相的C-S-H ,并在合成过程中掺杂有机大分子研究了有机大分子对C-S-H 的影响作用。

研究发现:随着有机大分子含量的增加,C-S-H 的粒度变小,C-S-H 凝胶的聚集程度更趋致密;外加剂均提高了C-S-H 的结晶度,并使C-S-H 中出现了一些结晶;有机大分子基团可以插到C-S-H 的层间,也就是所谓的“插层”现象。

叶家元[13]以32SiO Na 和23)Ca(NO 溶液进行化学反应合成了掺与不掺减水剂的C-S-H ,并运用氮气吸附法表征了C-S-H 的孔结构,运用分形理论(FHH 模型和NK 模型)研究了C-S-H 的表面分形特征。

其研究表明有机大分子对C-S-H 的孔结构和表面分形特征有一定影响作用。

Jeffrey J .Chen [14]利用S C 3单矿在常温下水化制备出了C-S-H ,并对这种C-S-H 进行了系统的研究,采用SANS 研究了C/S 对C-S-H 孔结构的影响,采用NMR 研究了C/S 对C-S-H 中基团信息的影响等。

Sandrine Garrault [15]等利用不同细度的S C 3单矿水化制备出C-S-H 研究了单矿颗粒大小对C-S-H 层状结构的影响作用。

研究发现S C 3单矿颗粒大小对晶面间距有明显影响,而晶面间距的大小会影响较长龄期的水化进程,也就是说单矿颗粒的原始粒度大小对水泥的后期水化有显著影响。

国内关于利用单矿水化制备C-S-H 的研究均为90年代的文献报道,利用这种方法合成C-S-H 的学者采用化学纯试剂制备出活性较高的β-S C 2,并利用该β-S C 2直接水化来制备C-S-H 。

对用该种方法制备的C-S-H 进行了TMS 等测试后发现水浆体强度随水化龄期及C-S-H 中的-44][SiO 聚合度的增加而增加。

1.3 水化硅酸钙的组成及分类水化硅酸钙无论是在化学组成上还是结构上都报复杂,随着水泥水化的时间和水泥石所处环境条件的变化(钙硅比、温度、pH 值等)而发生一定的变化。

甚至在某一时间内也是多种组成和结构的混合物。

随着现代测试技术手段的进步和高新技术在无机非金属材料研究中的应用,我们对C-S-H 凝胶的研究也取得了一定进展,对它的组成、结构有了更加深入的了解。

C-S-H 是一种高度复杂的体系[16],其基本组成为O nH SiO CaO 22⋅⋅,但是C-S-H 具有一个很宽泛的化学组成范围,并且其组成会随着环境及时间的变化而发生改变,可以说是处于长期的动态变化中,具有时间和空间的“双重变化率”。

通常假定C-S-H 的分子式为323H S C ,即硅钙比为C/S=1.5,水硅比H/Si=1.5。

实际上这两个比值不是一个固定的数值,也就是C-S-H 的化学组成是不固定的。

C-S-H 的钙硅比随液相中的2Ca(OH)浓度的提高而增加。

常见的分类方法通过对水化后生成的C-S-H及各种人工合成方法制备出的C-S-H的系统研究,一般情况下C-S-H分为C-S-H (I)和C-S-H (II)。

随着溶液中Ca2+浓度的增加C-S-H的C/S从1.5一直增加到2.0直到Ca(OH)溶液到饱和。

两种类型C-S-H,一种的2C/S低于1.5称为C-S-H (I),另一种的C/S高于1.5称为C-S-H (II)。

1.4 水化硅酸钙的结构特性众所周知,水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C-S-H)结构难以确定,部分源于其成分和结构的复杂性,部分源于其低结晶度。

C-S-H 结构模型的发展历来都建立在假定和间接试验结果的基础之上,其中较著名的有固溶(Solid-Solution)模型、Taylor 模型、R-G(Richardson & Groves)模型和介观结构模型等。

有一点公认的是C-S-H具有明显的层状结构。

德国的 J. S. Dolado[17]通过钙和硅的不同比例来研究和其它聚合物参合在一起的时候的不同链长,由于C-S-H凝胶的特殊结构,当C/S比低形成的链比C/S比高形成的链长。

在C-S-H 纳米凝胶模型中,最小结构单元近似为直径小于5 nm 的胶束。

这些胶束堆积在一起形成2 种不同堆积密度的结构,这两种不同的结构,主要形成于水化反应早期和中期。

早期的凝胶是一种紧密堆积的结构,性质稳定,不易受温度、相对湿度及龄期等环境因素的影响,但后期凝胶相呈现一种非常复杂的形态,在几十纳米尺度范围内存在堆积密度起伏,很容易受到环境因素的影响,从而导致结构改变和重组、甚至塌陷。

水泥基材料的各种复杂变化(如:徐变、体积稳定性等)均与C-S-H 凝胶相在机械荷载和相对湿度变化情况下的黏弹性响应有关。

1.5 水化硅酸钙的一些应用:彭小芹[18-20]利用硅质材料和钙质材料,在低压低温动态水热合成条件下制得水化硅酸钙超细粉体,然后经过表面改性后,用作橡胶补强填料,对所得复合橡胶的抗拉强度、抗撕裂强度、硬度及扯断延伸率进行测试,发现这种硅酸钙粉体作为橡胶的补强填充剂有一定的补强效应,能够使得硫化胶有良好的弹性和延伸性,这是值得鼓舞人心的研究,表明了水化硅酸钙纳米粉体和高分子材料的一种良好的结合。

采用常用的V AE 、纯丙、苯丙等乳液作基料,以所制得的水化硅酸盐纳米粉体作填料,替代常用涂料中的碳酸钙等惰性填料,研究了不同配合比的涂料的各种性能,配制出各项性能指标优异的水溶性外墙涂料,其中最为突出的是耐洗刷次数达20900次,耐酸、耐碱、耐水均达648h 以上,抗冻融循环25次以上,耐人工老化800h 。

水化硅酸钙应用于硅酸钙板作为新型环保建材,除具有传统石膏板和矿棉板的功能外,更具有优越防火性能及耐潮、使用寿命超长的优点,大量应用于工商业工程建筑的吊顶天花和隔墙,家庭装修、家具的衬板、广告牌的衬板、船舶的隔仓板、仓库的棚板、网络地板以及隧道等室内工程的壁板。

它是以优质高标号水泥为基体材料,并配以天然纤维增强,经先进生产工艺成型、加压、高温蒸养等特殊技术处理而制成,是一种具有优良性能的新型建筑和工业用板材其产品防火、防潮、隔音、防虫蛀、耐久性强[21-22]。

是吊顶,隔板的理想装饰板材。

水化硅酸钙为主要成分并掺以增强纤维的保温材料分为两大类:一类是以托贝莫来石(O 5H 6SiO 5CaO 22⋅⋅)为主要成分的硅酸钙保温制品,最高使用温度为650℃;另一类是硬硅钙石(O H 6SiO 6CaO 22⋅⋅)为主要成分的耐高温硅酸钙保温制品,最高使用温度为1000℃。

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