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水化硅酸钙凝胶的研究进展

硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1710-1721页

作者：赵丕琪孙乾杨新月芦令超程新济南大学材料科学与工程学院山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022

水化硅酸钙(C-S-H)凝胶是影响水泥基胶凝材料宏观力学性能与长期耐久性的核心组分,阐明结构和性能间的关联关系有利于实现C-S-H凝胶的合成及推广应用。本文首先对C-S-H凝胶不同阶段的典型结构进行了综述,并引出结构与性能间的内在联系;... 详细信息

水化硅酸钙(C-S-H)凝胶是影响水泥基胶凝材料宏观力学性能与长期耐久性的核心组分,阐明结构和性能间的关联关系有利于实现C-S-H凝胶的合成及推广应用。本文首先对C-S-H凝胶不同阶段的典型结构进行了综述,并引出结构与性能间的内在联系;随后,介绍水热合成法对不同结构C-S-H凝胶的精确调控,并详细阐述了合成要素对其组成、形貌以及结构的影响规律;最后,综述了合成C-S-H凝胶在相关应用领域的基础研究。本文聚焦于C-S-H凝胶构效关系的梳理总结以及C-S-H凝胶工程应用的前景探索,可为充分完善水泥水化机理、开发高性能绿色化建材提供理论参考。

关键词：水化硅酸钙水热合成法绿色建材凝胶材料

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HA/H_(2)O_(2)体系对磺胺噻唑降解的机理与效能

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净水技术 2024年第6期43卷 95-105页

作者：武玮郑伟杰许荣刚罗从伟任会学陈飞勇山东建筑大学市政与环境工程学院资源与环境创新研究院山东济南250101 济南市市政工程设计研究院<集团>有限责任公司山东济南250101 同圆设计集团股份有限公司山东济南250101

以盐酸羟胺/过氧化氢(HA/H_(2)O_(2))作为研究体系,考察其对于磺胺噻唑(STZ)的降解效能。文章考察了HA初始浓度、H_(2)O_(2)初始浓度、STZ初始浓度、pH、天然有机物(NOM)、阴离子(SO_(4)^(2-)、Cl-和NO_(3)^(-))对STZ降解的影响。结果表... 详细信息

以盐酸羟胺/过氧化氢(HA/H_(2)O_(2))作为研究体系,考察其对于磺胺噻唑(STZ)的降解效能。文章考察了HA初始浓度、H_(2)O_(2)初始浓度、STZ初始浓度、pH、天然有机物(NOM)、阴离子(SO_(4)^(2-)、Cl-和NO_(3)^(-))对STZ降解的影响。结果表明:在pH值=3.0的条件下,HA/H_(2)O_(2)体系对STZ具有高效的降解效果,当HA的物质的量浓度由2 mmol/L增加到10 mmol/L时,对STZ的去除率从56.06%增加到85.26%;当H_(2)O_(2)的物质的量浓度从2 mmol/L增加到10 mmol/L时,对STZ的去除率从58.96%增加到85.26%,当STZ的物质的量浓度从2μmol/L增加到10μmol/L时,对STZ的去除率从98.72%降低到71.86%。随着pH的增大,STZ的去除率逐渐降低,在pH值>7的条件下对STZ的去除率可以忽略不计。向反应体系中分别投加5 mmol/L的SO_(4)^(2-)和5 mmol/L的NO_(3)^(-)都可以有效促进STZ的降解,而5 mmol/L的Cl^(-)则会抑制STZ的降解。当向体系中投加小于5 mg/L的NOM则对STZ的降解的影响可以忽略不计。测定了体系中共有17种降解产物,并推测STZ通过取代反应、羟基化反应等方式逐步被降解。通过明亮发光杆菌发光值变化分析降解过程中溶液毒性的变化,测定发现STZ降解过程中急性毒性不高。实际水体试验结果表明,HA/H_(2)O_(2)系统对二级出水中的荧光类物质具有较好的降解效果。

关键词：盐酸羟胺/过氧化氢(HA/H_(2)O_(2)) 磺胺噻唑(STZ) 氧化降解产物分析急性毒性

ZnO@SnO_(2)异质结复合纳米管的可控构筑及其光催化性能

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复合材料学报 2022年第12期39卷 5856-5867页

作者：高超民于海瀚赵悦含张丽娜葛慎光于京华济南大学化学化工学院济南250022 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022 济南大学前沿交叉科学研究院济南250022

性能优异的功能纳米材料的设计构筑对于光催化应用而言至关重要。基于模板自刻蚀机制,利用两步溶剂热技术,以一维ZnO纳米棒为模板,在无需附加酸刻蚀的条件下成功制备一维圆顶状ZnO@SnO_(2)异质结纳米管复合材料(Heterojunction domed na... 详细信息

性能优异的功能纳米材料的设计构筑对于光催化应用而言至关重要。基于模板自刻蚀机制,利用两步溶剂热技术,以一维ZnO纳米棒为模板,在无需附加酸刻蚀的条件下成功制备一维圆顶状ZnO@SnO_(2)异质结纳米管复合材料(Heterojunction domed nanotubes,HDNs)。由于ZnO与SnO_(2)具有匹配的能级结构,在纳米管界面处可形成促进载流子分离的内建电场,赋予该材料优异的光催化与稳定性能。通过控制实验过程中自产生的碱性强弱,实现两性氧化物ZnO的自刻蚀,从而实现ZnO@SnO_(2) HDNs的管壁厚度可控调控与催化性能的调节。借助SEM、TEM、STEM及PL等表征手段对材料的微观形貌、元素组成、生长机制与性能进行了考察。以甲基橙、亚甲基蓝、曙红等为污染物模型,光催化污染物降解实验结果表明,获得的ZnO@SnO_(2) HDNs具有优良的光催化性能,光照60 min内对亚甲基蓝、曙红的降解率可达到95%,表明构筑的纳米管异质结极大地促进了载流子的分离,抑制其复合,提高了光催化性能。同时,循环稳定性能测试说明构建的异质结纳米管催化剂具有良好的稳定性能,在染料降解方面具有广阔的应用前景。

关键词： ZnO@SnO_(2) 异质结载流子分离光催化染料降解

原位组装沸石咪唑酯骨架对纸基ZnO纳米棒阵列光电性能的影响

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复合材料学报 2023年第4期40卷 2169-2175页

作者：于海瀚谭晓冉孙术博张丽娜朱沛华于京华高超民济南大学化学化工学院济南250022 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022

性能卓越的光电极材料的设计制备对光电化学(PEC)技术的发展与应用至关重要。近年来,纸基光敏材料以其比表面积大、环境友好且成本低的优点被广泛研究。其中,作为一种高光电活性、高电子迁移率、无毒的光电极材料,纸基ZnO纳米棒被认为... 详细信息

性能卓越的光电极材料的设计制备对光电化学(PEC)技术的发展与应用至关重要。近年来,纸基光敏材料以其比表面积大、环境友好且成本低的优点被广泛研究。其中,作为一种高光电活性、高电子迁移率、无毒的光电极材料,纸基ZnO纳米棒被认为具有广阔的应用前景。然而,高载流子复合率及光腐蚀现象严重制约其光电性能的进一步提升。为降低光生载流子复合率并抑制光腐蚀,采用水热法在纸基ZnO表面原位组装沸石咪唑酯骨架材料-8(ZIF-8),制备纸基一维ZnO/ZIF-8纳米棒阵列光电极。结果显示:ZIF-8均匀、致密分布在纸基ZnO表面,二者界面处无缝结合,利于促进界面电荷传输。同时,原位组装ZIF-8过程中,聚集大量氧空位的ZnO表面被刻蚀并转化为ZIF-8,利于抑制光腐蚀。此外,ZnO与ZIF-8能级匹配,二者结合形成异质结,可实现光生电子与空穴的双向传输,从而有效促进光生载流子分离。与纯ZnO纳米棒相比,纸基ZnO/ZIF-8复合材料展现出更高的光生载流子分离与传输效率、更大的光电流密度及更好的光稳定性。

关键词： ZnO/ZIF-8 异质结光电化学载流子分离光腐蚀纸基光敏材料

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基于原位发泡工艺的固废基发泡陶瓷研究进展

硅酸盐学报 2022年第9期50卷 2510-2526页

作者：姜葱葱董祎然黄世峰程新山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南大学济南250022

本工作着眼于绿色高附加值的发泡陶瓷产业,以消耗利用固废为前提,综述了利用原位发泡工艺制备发泡陶瓷的研究进展,并从固废原材料、发泡剂、添加剂、制备工艺及发泡陶瓷的性能与应用等方面展开了讨论。结合前期研究基础,揭示了发泡行为... 详细信息

本工作着眼于绿色高附加值的发泡陶瓷产业,以消耗利用固废为前提,综述了利用原位发泡工艺制备发泡陶瓷的研究进展,并从固废原材料、发泡剂、添加剂、制备工艺及发泡陶瓷的性能与应用等方面展开了讨论。结合前期研究基础,揭示了发泡行为与烧结过程的相互作用,提出了发泡陶瓷的原位成孔烧结机制,并对目前存在的问题及未来发展方向进行了总结,以期为纵深推动固废综合利用及发泡陶瓷的发展与应用提供参考。

关键词：发泡陶瓷原位发泡工艺固体废弃物发泡机理

NaNbO_(3)@g-C_(3)N_(4)复合材料的可控构筑及其压电光催化性能

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复合材料学报 2023年第3期40卷 1534-1540页

作者：孙术博于海瀚李强葛慎光姜葱葱王丹张丽娜程新高超民济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022 济南大学化学化工学院济南250022 平邑中联水泥有限公司临沂276000 济南大学前沿交叉科学研究院济南250022

促进光催化过程中载流子的高效分离一直是困扰科研人员的难题。最近,利用压电效应抑制光生电子-空穴对复合从而提升光催化效率的策略引起了人们的广泛关注。在此,以制备的由g-C_(3)N_(4)包覆的一维NaNbO_(3)纳米棒异质结材料作为研究对... 详细信息

促进光催化过程中载流子的高效分离一直是困扰科研人员的难题。最近,利用压电效应抑制光生电子-空穴对复合从而提升光催化效率的策略引起了人们的广泛关注。在此,以制备的由g-C_(3)N_(4)包覆的一维NaNbO_(3)纳米棒异质结材料作为研究对象,通过施加超声场引入压电效应,研究其在压电光催化过程中的性能增强机制。通过SEM及XPS等表征手段对材料的微观形貌和键合情况进行了考察。性能实验结果表明:在利用超声波引入压电效应后,NaNbO_(3)@g-C_(3)N_(4)在压电光催化过程中(1.02 mmol·g^(-1)·h^(-1))表现出比单一的光催化过程(0.49 mmol·g^(-1)·h^(-1))更高的产氢速率,表明压电效应可极大促进NaNbO_(3)@g-C_(3)N_(4)异质结材料在光催化过程中的载流子分离效率,抑制光生电子与空穴复合,提高其光催化性能。此外,在数据分析的基础上,本文提出了压电-光催化协同作用的机制,为高效压电光催化剂的设计和开发提供了参考。

关键词： NaNbO_(3)@g-C_(3)N_(4) 异质结压电光催化载流子分离协同作用

利用固体废弃物煅烧硫铝酸盐水泥熟料研究进展

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硅酸盐学报 2022年第2期50卷 340-353页

作者：杜鹏贾斐涵卢晓磊程新山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南大学济南250022

硫铝酸盐水泥具有快硬早强、防腐抗渗和煅烧温度低等特性,目前已在一些领域中应用,但原材料成本高的缺点限制了其进一步推广。综述了利用固废煅烧硫铝酸盐水泥熟料的研究进展,讨论了煅烧工艺对熟料外观、矿物组成、水泥力学性能的影响,... 详细信息

硫铝酸盐水泥具有快硬早强、防腐抗渗和煅烧温度低等特性,目前已在一些领域中应用,但原材料成本高的缺点限制了其进一步推广。综述了利用固废煅烧硫铝酸盐水泥熟料的研究进展,讨论了煅烧工艺对熟料外观、矿物组成、水泥力学性能的影响,介绍了目前热门的固废种类选择方案及其作为生料煅烧硫铝酸盐水泥熟料的可行性,并归纳了水泥的水化性能,分析了现阶段研究的侧重点及主要研究结果,对目前存在的问题及发展方向进行了总结,以期为进一步研究和应用提供参考。

关键词：硫铝酸盐水泥固体废弃物煅烧工艺物理性能

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卤化物钙钛矿纳米晶的电化学发光研究进展

分析化学 2023年第5期51卷 642-651页

作者：翟彤彤李云辉朱建伟李敬汪尔康中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室长春理工大学化学与环境工程学院长春理工大学中山研究院

卤化物钙钛矿纳米晶（PeNCs）因其良好的导电性和带隙可调等优异的光学性能在光电和光伏领域引起了广泛关注。近年来，众多学者评估了PeNCs在电化学发光（ECL）领域应用的可能性，发现PeNCs经历湮灭路径和共反应路径可产生比其它经典量... 详细信息

卤化物钙钛矿纳米晶（PeNCs）因其良好的导电性和带隙可调等优异的光学性能在光电和光伏领域引起了广泛关注。近年来，众多学者评估了PeNCs在电化学发光（ECL）领域应用的可能性，发现PeNCs经历湮灭路径和共反应路径可产生比其它经典量子点更高纯度的ECL，但PeNCs的稳定性较差。研究者通过表面工程、结构改性和界面操纵等策略实现了PeNCs在有机相和水相中良好的ECL效率。本文综述了PeNCs在ECL领域的研究进展，包括ECL机理、提高稳定性和ECL效率的方法以及在ECL传感分析中的应用，并对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：卤化物钙钛矿纳米晶电化学发光传感分析评述

来源：博看期刊

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原位光催化水泥基材料的制备及性能

硅酸盐通报 2022年第10期41卷 3369-3376页

作者：李俊杰刘海龙杨广磊张丽娜姜葱葱程新王丹济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022 山东华邦建设集团有限公司青州262500

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成,提高光催化剂在水泥基体中的分散性,赋予水泥基材料光催... 详细信息

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成,提高光催化剂在水泥基体中的分散性,赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明,光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%,对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%,早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀,同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制,为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。

关键词：原位合成光催化 BiOX 水泥微观结构表征机械强度