SiO2气凝胶砂浆性能的优化研究

目的研究Si O_2气凝胶颗粒体积替换比在30%前提下砂浆性能的优化,提高其保温性能和环境适应性。方法采用正交实验的方法,通过向砂浆中添加纤维、引气剂和胶粉来改善砂浆的保温性能,并对比研究各掺杂比例对砂浆密度、力学性能、吸水率,尤其是对砂浆导热系数的影响。结果当纤维、引气剂和胶粉的掺量(质量分数)分别为0.2%,0.05%和1%时,导热系数达到最低,λ=0.3177 W/(m·K),此时,砂浆的密度为1751.6 kg/m3,抗压强度和抗折强度分别为13.4 MPa和8.02MPa,吸水率为7.19%,导热系数为0.3177 W/(m·K)。结论通过添加纤维、引气剂和胶粉,砂浆的性能得到一定程度的改善,其密度在较小的范围内变化,抗折强度提高较大,导热系数在一定范围内降低。     

废橡胶粉对混合砂浆性能影响的研究

系统测试和分析了新拌混合砂浆和易性和硬化砂浆轴心抗压强度、静力受压弹性模量、泊松比、干表观密度、导热系数、干燥收缩率随三元乙丙（EPDM）橡胶粉代砂体积分数增加的变化程度和规律。橡胶粉可以改善新拌混合砂浆的和易性,降低硬化混合砂浆强度、弹性模量、表观密度和导热系数,提高其泊松比和干燥收缩率。低弹性模量、高泊松比、高于缩值橡胶粉混合砂浆将使其更能适应新型墙体材料性能的要求,有利于减小墙体裂缝的产生;低表观密度、低导热系数橡胶粉混合砂浆将有利于提高墙体的隔热保温性能。     

硅烷偶联剂对油页岩灰渣制备疏水性SiO_2气凝胶介孔材料的影响

以油页岩灰渣制备的水玻璃为原料,采用不同种类的硅烷偶联剂,在常压下制备了多孔疏水SiO2气凝胶。实验结果表明:在常压干燥之前,对湿凝胶进行溶剂交换-表面改性,是获得多孔气凝胶的关键。未加入硅烷偶联剂制备的气凝胶具有微孔结构;不同硅烷偶联剂制备的SiO2气凝胶均为纳米颗粒组成的中孔结构,比表面积800~980 m2/g,密度0.084~0.11 g/m3,最可几孔径9.38~10.10 nm;FT-IR分析结果表明凝胶表面Si-OH已被改性为Si-CH3,表面呈现较强的疏水性,且疏水性HMDZ>TMCS>DMDC。TG-DTA实验结果表明,改性气凝胶的热稳定性都能达到350℃,HMDZ和TMCS的气凝胶具有更高的热稳定性。     

热/自然交变环境下玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料模拟使役工况试验研究

目的 研究装备动力舱在热/自然交变环境下玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料性能随模拟使役工况试验时间的退化规律,提升装备动力舱热/自然交变环境效应控制水平。方法 以玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料为研究对象,以湿热、盐雾和高温试验为热/自然交变环境试验谱,以振动试验为加速因子,开展5个周期的实验室模拟使役工况加速试验,对比分析样件初始状态和每一个周期试验后的性能。结果 经模拟使役工况试验后,玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的颜色由白色逐渐变成黄色,SiO2气凝胶含量逐渐减少,纤维元素组成变化不明显,导热系数升高,隔热性能下降,且均在4周期模拟使役工况试验后出现明显变化。结论 玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料经5个周期的模拟使役工况试验后,其常温导热系数仅为0.026 4 W/(m.K),热面温度为200 ℃时,冷面平均温度仅为68.5 ℃,热/自然交变温差为43.5 ℃,具有良好的环境适应性。     

污泥基发泡保温材料的制备及性能分析

随着污水处理厂污泥产量急剧增长,污泥资源化利用至关重要,将污泥制备成泡沫保温材料,可满足我国可持续发展战略的需求。主要研究了发泡剂和稳泡剂复配比对发泡倍数及泡沫半衰期影响,优选出最佳发泡材料OP及纤维素醚的配比分别为0.6%和0.3%。在此基础上,通过正交实验研究污泥添加比、水泥添加比和水料比对发泡保温材料性能的影响,建立综合性能指标,获得污泥基发泡保温材料性能影响因素顺序为水料比>污泥添加比>水泥添加比。当污泥添加比、水泥添加比、水料比分别为12.5%、55.5%、0.5%时,材料性能最佳,抗压强度、导热系数和密度分别为0.32 MPa、0.072 W/(m·K)和624.4 kg/m3,满足无机发泡材料抗压强度C0.3,干密度等级A07 (JG/T 266—2014《国家建筑工业行业标准》)。     

隔热涂料在高功率重型车辆上的应用

目的 开发一种低导热系数的功能涂料,应用于某重型车辆,以阻隔动力舱与驾驶舱之间的热量传递.方法 研究聚酯多元醇树脂与多异氰酸酯固化剂的配比、低导热系数功能填料与成膜物的配比以及两种不同粒径的空心微珠复配比例对漆膜导热系数、附着力、断裂伸长率等性能的影响,确定阻隔型隔热涂料的最佳配方.采用自制隔热测试装置对涂料的隔热性能进行测试.结果 选用多异氰酸酯作为固化剂,实现漆膜常温固化.聚酯多元醇中羟基(—OH)与多异氰酸酯(—NOC)的最佳物质的量的比为0.8～1.0,低导热系数功能填料与成膜物的最佳质量比为1.5～2.0.漆膜附着力不小于4 MPa,断裂伸长率不小于50％,导热系数小于0.06 W/(m·K),漆膜密度小于0.5 g/cm3.隔热涂层经120℃/2 h的测试,涂层冷面温度未超过45℃.结论 研制的阻隔型隔热涂料具有优异的隔热性能,在某型车辆动力舱与驾驶舱之间进行应用与隔热性测试(涂层厚度1.5～2.0 mm、车辆持续工作3 h).结果 表明,驾驶舱一侧隔板的表面温度未超过38℃,隔热效果显著.     

水玻璃常压制备块状SiO_2气凝胶及特性的研究

以廉价水玻璃为硅源,常压干燥制备出了低密度、高性能的块状SiO_2气凝胶,结果表明:所制备的SiO_2气凝胶平均密度在0.11~0.15 g/cm3,比表面积在450~650 m~2/g,孔隙率为90%~98%,具有高疏水性,对甲基红的吸附率可达80%;最佳制备方案为:向20%硅酸钠溶液中加入乙二醇和乙酰胺,硅酸钠与乙二醇和乙酰胺的摩尔比为1∶1∶2,无水乙醇为置换剂,1∶5的三甲基氯硅烷/无水乙醇混合液为表面改性剂,置换和改性时间分别为72 h和24 h;酸的种类、浓度和量,疏水改性剂的种类和比例,干燥工艺,乙二醇和乙酰胺的添加对SiO_2气凝胶的制备都存在影响;所制备的SiO_2气凝胶的疏水性能和吸附性能均非常良好。     

气凝胶:航天材料打造节能保温材料市场

<正>气凝胶,因纳米多孔网络结构,孔隙率高达80~99.8%,室温导热系数可低至0.013w/(m·k),是绝热性能极好的材料,在航空航天、石油化工、电力冶金、建筑节能等多领域具有广阔的应用前景,是传统隔热材料革命性替代产品。伴随着中国经济转型升级,节能降耗政策的持续大力推进,以及中国实施多年的纳米材料战略,气凝胶材料近年来受到广泛关注。国内市场起步较晚,前期主要是国外气凝胶产品在销售,近年来随着国内气凝胶企业实力不断增强,规模逐步扩大,气凝胶     

有机硅憎水改性珍珠岩复合保温材料的制备及性能研究

利用有机硅憎水剂对珍珠岩进行憎水改性处理,并将改性后的珍珠岩分别与聚乙烯醇(PVA)、脲醛树脂(UF)以及三聚氰胺脲醛树脂(MUF)进行填充复配制得三种复合材料,采用标准试验方法测定了三种憎水改性复合材料的密度、燃烧性能、烟密度、氧指数、导热系数等相关特性参数,考察了不同配比下的材料的导热性能和燃烧性能。结果表明,改性处理后珍珠岩复合材料的阻燃性能均有效增强,且表现出一定的协同效应。采用PVA的复合材料密度最低,为185.8kg/m~3;导热系数最低,为0.046w/m·k;烟密度仅10%;受热分解慢。而采用UF和MUF时其复合材料均表现出良好的阻燃特性,MUF复合材料氧指数达到了52.5%。     

石墨烯/SiO_2气凝胶对苯、甲苯水溶液的吸附

以正硅酸乙酯(TEOS)与氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶–凝胶法,经表面改性、常压干燥制备不同GO含量的氧化石墨烯/二氧化硅气凝胶(GOS),再由高温还原得到石墨烯/二氧化硅气凝胶(GS).通过堆密度、比表面积等测试,将最佳配比的GS与活性炭(AC)、SiO_2气凝胶作对比,研究其对苯和甲苯溶液的吸附性能,并探讨了GS的吸附机理.结果表明:掺杂3%GO的复合气凝胶性能有显著提升.松散堆密度为160kg/m~3,比表面积、孔径分别为1039m~2/g、16.56nm,对苯、甲苯水溶液的最大饱和吸附量分别达到180mg/g,210mg/g,约为活性炭吸附量的2.5倍.且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型.     

SiO2气凝胶隔热性能的影响因素研究

目的 在不同热流条件下,通过调整SiO2气凝胶的孔隙率、涂层厚度等,以满足合适的隔热要求。方法 针对中短程飞行器飞行时外壁面承受短时高热流的特点,在分析孔隙率对SiO2气凝胶热导率影响规律的基础上,通过数值仿真研究不同气凝胶孔隙率、气凝胶厚度及热流作用下的温度响应。结果 得到了不同条件下满足隔热要求的气凝胶最小厚度,以及气凝胶表面的最高温度。高温情况下,气凝胶孔隙率为96%时,有效热导率最低,孔隙率超过96%时,隔热性能变差。结论 当飞行器内壁面温度满足要求时,增大气凝胶的孔隙率,则需要减小气凝胶的厚度,相应的气凝胶表面温度会升高,但升幅很小。当飞行器外壁面承受长时间大热流时,仅调整气凝胶的厚度和孔隙率不能达到结构的隔热要求。     

环境气象因素监测分析在太阳能热发电站选址快速评估中的应用

目的对凉山州某地太阳能热发电站拟选场址的太阳能资源进行评估。方法利用环境气象因素监测设备监测太阳直接辐射、总辐射和温湿度等环境气象因素,采用经验公式估算凉山州某地全年太阳直接辐射和总辐射量,并利用实测值进行验证。结果某地在秋冬之交,直接辐射强度的平均值为5.7k W·h/(m~2·d),总辐射强度的平均值为5.1 k W·h/(m~2·d)。结论某地为太阳能资源很丰富地区,全年太阳直接辐射量大于5000 MJ/m~2,全年太阳总辐射量大于6000 MJ/m~2,2月、3月、4月和5月为太阳能热发电最佳经济运行的月份。在秋冬之交,有利因素为70%以上的天数直接辐射强度都大于经济性运行的直接辐射强度指标,利于太阳能热发电,是潜在的太阳能热发电站候选地区;不利因素为多云天气和阴天占总天数的百分比接近50%,会极大地影响太阳能热发电的发电量和发电效率。     

聚合反应时间对聚酰亚胺基碳膜结构和性能的影响研究

目的 系统研究前驱体聚合反应时间对PI膜及其碳化、石墨化后薄膜结构和性能的影响规律。方法 通过调整聚合合成聚酰胺酸(PAA)溶液过程中的反应时间,制备石墨膜前驱体聚酰亚胺(PI)原膜,将不同工艺条件下制得的PI膜进行碳化、石墨化处理,得到高导热率石墨膜。利用扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱仪和LFA激光闪射仪对制备的PI膜、碳化膜及石墨膜的微观结构和热导率进行检测。结果 随聚合反应时间的延长,PI膜酰亚胺化程度和石墨膜的石墨化程度及导热性能先增高、后降低。反应时间为3 h时,制得的石墨膜结构致密,石墨片层取向性好,导热性能最好,热导率可达765.2 W/(m.K)。结论 PI膜前驱体聚合反应时间显著影响PI膜酰亚胺化的程度和有序度,进而影响石墨膜的定向性和导热性能。     

太湖淤泥和自来水厂污泥混合制砖研究

以太湖淤泥和自来水厂污泥为原料进行烧结砖的制备研究,干原料经混合加湿搅拌,制成4 cm×4cm×4cm的砖体试样,干燥后放入马弗炉中焙烧;测试了砖坯的含水率、干燥收缩,烧结砖的烧失量、烧成收缩、表观密度、吸水率和抗压强度,并利用XRD和SEM分别测试了烧结砖的矿物成分,和微观形貌特征。研究结果表明,减少淤泥含量导致砖的密度和抗压强度降低,烧失量、烧成收缩率和吸水率上升;淤泥掺量减少到60%,成型含水率为23%,经950℃高温煅烧后,所得砖体质量较好,强度满足MU10等级。     

人工湿地与臭氧联合处理技术用于以再生水为补水水源的景观湖净化

采用人工湿地与臭氧联合处理技术,深度净化以污水厂尾水为再生水的补水水源,及对景观湖水进行循环净化,保证景观湖水质和水量。介绍了系统的工艺设计,并对运行后的水质进行检测分析。人工湿地系统以净化后污水厂尾水作为景观湖补水,水力负荷为0.268 m~3/(m~2·d)时,COD和BOD_5去除率可达60%以上,氨氮和TN去除率达80%以上,TP去除率达70%。人工湿地用于湖水循环净化,水力负荷为1.07 m~3/(m~2·d)时,人工湿地对污染物的总去除率为40%~50%。为防止湖水富营养化,阶段性启动臭氧系统进行湖水脱色、除臭处理,当臭氧投加量为3 mg/L时,对色度去除率可达80%,对氨氮去除率可达40%以上。     

一种多介质层波形潜流人工湿地处理重污染河水试验

我国河流污染严重,城市黑臭水体的比率日益增加。人工湿地作为一种高效低耗能的绿色处理技术,已被广泛应用于污染河水的治理。通过对比分析分层装填复合填料的多介质层波形潜流人工湿地和单一砾石填料的普通人工湿地处理重污染河水的效果,研究了特种基质填料强化脱氮除磷作用以及不同水力负荷条件的影响。试验结果表明:在水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到55.95%、77.85%、39.80%和54.94%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到58.52%、75.99%、67.08%和57.31%。在水力负荷为0.5 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到68.46%、90.73%、42.13%和53.70%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到69.61%、89.94%、77.58%和68.63%,其脱氮效果明显好于普通湿地。以复合填料包分层装填的波形潜流人工湿地系统具有良好的脱氮除磷效果,有很好的推广应用价值。     

曝气参数对短程硝化的影响及氮素等高线分析

采用间歇曝气SBR工艺处理实际生活污水,在温度为（26±0.5）℃,pH值为（7.2±0.2）时,考察曝气强度和曝气密度两种曝气参数对实现稳定短程硝化的影响,设计批次试验采用等高线及其剖面图探究NH₄⁺-N去除率（ARE）和NO₂^--N积累率（NiAR）.结果表明：控制曝气密度为12时,高曝气强度（2L/（L×h））下,可实现67.10%的ARE和95%的NiAR;控制曝气强度为2L/（L×h）,在曝气密度分别为6、8和12时,ARE分别在40、37、22周期达到71.40%、52.36%和59.60%,NiAR分别增大至98.94%、96.72%和98.20%.对批次试验结果进行等高线分析,曝气强度和曝气密度均会对ARE和NiAR有影响,在曝气强度为和曝气密度分别为2L/（L×h）和15时,ARE和NiAR分别高达77%和99%.     

四级串联厌氧反应器对阿卡波糖废渣的减量处理

发酵生产阿卡波糖的过程会产生大量发酵废渣,该废渣处理成本高昂且易造成环境污染。因此,寻找高效环保和低成本的废渣减量处理方法,是目前亟需解决的问题。采用四级串联厌氧反应器对阿卡波糖废渣液进行减量处理,经过启动阶段和负荷提高阶段,共运行68 d。其中,负荷提高阶段增加水解酸化罐作为预处理工艺,两阶段有机负荷分别为1.16,3.32 kg/(m3·d)。结果表明:水解酸化罐作为预处理工艺可提高系统稳定性;系统运行后期可溶性COD去除率达83.3%,平均容积产气率为0.36 m3/(m3·d),废渣中固体物质的去除率达64%,在2—4号罐体底部观察到直径0.8~2 mm的颗粒污泥形成。