水热合成硅酸钙微孔球形颗粒
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随着纳米技术的高速发展,纳米材料由于其特有的粒径小、比表面积巨大的优点已在医药、陶瓷、涂料等领域有很广泛的应用。
基于其很强的辅助增强效果,已有较多的学者开展了一系列关于纳米材料对普通硅酸盐水泥及混凝土性能的影响研究。
研究表明[1],纳米粒子的添加会加速水泥的水化,尤其是对早期强度的提升效果较为明显,从而提供经济和生态上的优势。
例如补偿由于使用辅助胶结材料(SCMs)而导致的水化速率降低。
纳米晶种促进剂根据其一般作用机理可以分为2类。
第一类如TiO2、ZrO2、Fe2O3之类的氧化物,或诸如碳纳米管之类的纳米颗粒,其中小颗粒通过直接提供异质成核位点来增加水化产物的生长空间进而加速水泥水化体系的水化速率;大颗粒晶种不能直接提供成核位点来促进水化产物的生长,但它们会增加胶材浆体的剪切作用,从而在水泥表面上产生更多的初始成核位点[2]。
第二类为反应性添加剂,这些添加剂除了具有填充作用外,还会对毛细孔隙中的溶液产生影响。
火山灰类添加剂(如纳米SiO2)能够形成水合产物,从而改变毛细孔隙溶液中Ca(OH)2的浓度。
添加超细氢氧化钙可显著加速水泥的水化作用,除了提供成核位点外,它还可以通过使毛细孔隙中的钙离子和氢氧根离子快速饱和来发挥作用。
碳酸钙已被证明可以加速C-S-H 的形成,方解石显然在晶体学上是C-S-H的极佳生长模板[3]。
另外,由于与富氧化铝相的化学相互作用,CaCO3会形成碳铝酸盐并稳定钙矾石,这可能对混凝土的性能有利[4]。
水化硅酸钙是普通硅酸盐水泥的主要水化产物,混凝土材料性能的好坏主要归因于它。
因此,水化硅酸钙在胶结材料的晶种添加剂方面起着非常重要的作用。
C-S-H晶种不同于其他的纳米晶种添加剂,它是C-S-H的理想成核基质。
基于C-S-H晶种的重要性,本文综述了火山灰反应法、溶胶-凝胶法和沉淀反应法等C-S-H相的常见合成方法,供相关领域的学者探讨与研究。
1、火山灰反应法火山灰反应法被描述为Ca(OH)2、SiO2和水形成硅酸钙水合物的化学反应,反应式见式(1)。
以水热技术制备空心球形纳米结构的研究水是人类最重要的资源之一,也是生命的基础。
随着科技的发展,人们对水的研究也越来越深入。
近年来,以水热技术制备空心球形纳米结构的研究引起了广泛关注。
水热技术,又称为水热合成技术,是一种以水为溶剂,在高温高压条件下合成材料的方法。
水热技术的优势在于它能够制备出复杂的三维结构,而这些结构往往在常温常压下无法得到。
此外,水热技术的反应条件比较温和,成本也比较低。
利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究可以追溯到20世纪70年代。
当时,科学家们使用磷酸铁和磷酸钾在水热条件下制备出了一种空心球状的氧化铁纳米粉末。
这种氧化铁纳米粉末具有良好的磁性能和电学性能,在生物医学领域和环境治理方面得到了广泛应用。
近年来,利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究取得了更加突出的成果。
例如,科学家们利用一种名为“软模板法”的技术,将硅胶球作为模板,在水热条件下制备出了一种空心球状的金纳米粉末。
这种金纳米粉末具有优异的催化性能,在能源、环境和化学工业等领域有着广泛应用前景。
除了科学家们在材料领域的研究外,利用水热技术制备空心球形纳米结构还有其他应用。
例如,一些药物的包覆体系采用空心球状结构,可以提高药物的稳定性和生物利用度。
此外,一些饮料和食品也采用了类似的技术,制成了空心球状的微胶囊,可以改善产品的口感和质感。
当然,利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究也存在一些难点和挑战。
例如,如何控制球形结构的大小和形貌是一个重要问题。
此外,在制备过程中可能会出现杂质、毒性问题等,需要加强安全管理和监测。
对于未来的研究,应该在提高结构控制和安全性方面进行深入探究。
总之,利用水热技术制备空心球形纳米结构是一个具有前景和挑战的领域。
随着科技的不断发展,相信这个领域将会迎来更加精彩的发展。
水化硅酸钙微观形貌水化硅酸钙(HAC)是一种重要的水泥材料,广泛应用于建筑、土壤固化、混凝土修补和漏水堵漏等领域。
水化硅酸钙颗粒的形貌对其性能具有决定性的影响。
因此,对水化硅酸钙的微观形貌进行研究,可以为其应用提供重要依据。
水化硅酸钙的结构理论主要有两种:针晶理论和板晶理论。
针晶是以六方柱状为主体的晶体,而板晶则是以六边形板片为主体的晶体。
随着研究的深入,板晶理论逐渐被广泛接受。
板晶晶体具有较好的均匀性和稳定性,这对提高水化硅酸钙的性能具有很大的作用。
水化硅酸钙的微观形貌主要有四种类型:球形颗粒、板状颗粒、棒状颗粒和锥形颗粒。
球形颗粒是一种常见的颗粒形态,其尺寸在微米级别。
水化硅酸钙球形颗粒的尺寸和形状可以通过化学合成方法进行调控,这对于提高水化硅酸钙的性能具有重要意义。
板状颗粒是另一种常见的颗粒形态。
在水化硅酸钙的早期水化阶段,板状颗粒比较容易形成。
板晶对水化硅酸钙的性能影响很大,因为它能够提高其耐久性和强度。
棒状颗粒虽然不如球形颗粒和板状颗粒常见,但在一些情况下也会出现。
棒状颗粒比其他形态的颗粒尺寸更大,可以通过添加某些化学品或者提高水化反应温度来促进其形成。
锥形颗粒是一种较不常见的形态,主要出现在水化硅酸钙的晚期阶段。
锥形颗粒的尺寸通常很小,只有几十纳米。
锥形颗粒是由多个六边形板片组成的,具有强的结晶性和稳定性。
总之,水化硅酸钙的微观形貌对其性能具有很大的影响。
合理控制水化硅酸钙颗粒的形态和尺寸,可以有效提高其性能,推动水泥材料的发展。
水热合成硅酸盐材料吸水特性理论分析摘要:现当今,我国经济发展十分迅速,建筑节能是建筑工业实现可持续发展的必由之路。
墙体自保温是建筑节能重要的发展方向之一。
现有自保温材料中,水热合成硅酸盐制品因质量轻、导热系数低、防火性能好,以及生产中采用非烧结工艺,市场潜力巨大,在2013年国家发改委、住房和城乡建设部编制的《绿色建材行业方案》中被列为“安全耐久、节能环保、便利的绿色建材”。
建筑材料的吸水主要依靠毛细孔的表面张力,连通孔是水的输送渠道,吸水速度和时间平方根呈线性关系。
水热合成硅酸盐材料以水化硅酸钙凝胶(CSH-Ⅰ)、1.1nm托贝莫来石为主要水化产物,根据,水化硅酸钙胶体的数量决定了材料的最大收缩值,而结晶度对水热合成硅酸盐材料的体积稳定性影响较大。
对于自保温墙体,通常控制系统的体积吸水率不大于10%,已确保保温隔热性能、力学性能(因材料软化强度下降)满足建筑工程要求。
根据国内外大量的研究结果,只有当初始质量含水率小于20%时,该类墙体才具有良好的抗裂性能。
关于水热合成硅酸盐材料吸水特性研究,多通过使用憎水助剂调控材料的吸湿和解湿特性,涉及材料设计方面的报道较少。
本文通过模型分析,揭示了连通气孔和毛细孔吸水对制品干燥收缩的影响规律,分析了材料软化系数与吸水率的关系,阐明了降低水料比的重要性和理论意义,为设计高性能水热合成硅酸盐材料提供理论依据。
关键词:水热合成;硅酸盐材料;吸水特性引言随着化学工业技术的进步与发展,硅酸盐粘结剂作为一种常见的无机胶ꎬ其被广泛的应用于社会各个领域之中,在建筑、化工、包装等行业中发挥着重要作用。
目前,虽然硅酸盐粘结剂在材料性能上具有良好的环保性、抗腐蚀性、粘接性强等特点,但是,随着硅酸盐粘结剂粘接时间的推移,其材料性能容易降低,尤其是对于一些陶瓷、玻璃、金属等粘接要求高的产品,更无法充分发挥出硅酸盐粘结剂的化学效能。
主要以K2Ti6O13晶须为化学物,对硅酸盐粘结剂进行一定的改。
微孔硅酸钙的水热合成与表征金仁才;尹万云;裴立宅;杨永;陈均;张千峰【期刊名称】《安徽工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(027)004【摘要】以二氧化硅、氧化钙及碳酸钠为原料,通过水热过程于220℃、保温24h 制备出了直径约1 μm、厚度低于100 nm、孔洞低于100nm的多孔片状硬硅钙石(Ca6Si6O17(OH)2)材料.800℃锻烧1 h后,通过硬硅钙石的分解可得到单斜晶相的多孔硅酸钙材料.温度对多孔硅钙材料形成影响的结果说明,温度对多孔硅钙材料的影响并不明显,而碳酸钠的质量分数增至15%时,所得多孔硅钙材料仍为片状多孔结构,而尺寸明显增加.【总页数】4页(P366-369)【作者】金仁才;尹万云;裴立宅;杨永;陈均;张千峰【作者单位】中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002【正文语种】中文【中图分类】TQ123.4【相关文献】1.硅质粘土水热合成微孔硅酸钙的影响因素探讨 [J], 潘群雄2.水热合成微孔硅酸钙生产工艺改造 [J], 潘群雄3.晶种外加剂对水热合成微孔硅酸钙作用机理的探讨 [J], 潘群雄4.一种三维微孔磷酸钼材料的水热合成与表征 [J], 武晋月;赵强;董晋湘;李晋平5.水热合成硅酸钙微孔球形颗粒 [J], 李懋强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水化硅酸钙的合成简介水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,简称CSH)是一种重要的水化产物,广泛应用于建筑材料、绝缘材料、高温隔热材料等领域。
它具有良好的耐火性、绝热性、抗压性和化学稳定性,因此在各种工程应用中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍水化硅酸钙的合成过程,包括原材料准备、反应条件、反应机理和合成方法的优化等方面的内容。
原材料准备水化硅酸钙的合成主要需要以下两种原材料:硅酸钙(CaSiO3)和水(H2O)。
硅酸钙可通过矿石加工、化学合成或再生利用废弃物等途径获得,而水可以通过自来水或纯水等方式提供。
反应条件在合成水化硅酸钙的过程中,反应条件是十分关键的。
适当的温度、pH值和反应时间等条件可以促进反应的进行,提高产物的纯度和产率。
温度温度是影响反应速率的重要因素之一。
在常温下,反应速率较慢,需要较长的反应时间才能达到理想的结果。
因此,常常需要在一定的温度条件下进行反应。
通常情况下,合成水化硅酸钙的温度范围为20°C-80°C,其中最适宜的反应温度约为50°C。
pH值pH值是水化硅酸钙合成过程中的另一个重要参数。
由于反应涉及到水的离子化,pH值的控制可以影响反应的速率和产物的性质。
较高的pH值可以促进水化反应的进行,但过高的pH值会导致溶液碱性过强,对环境和人体有害。
因此,一般通过调节反应液中的酸碱平衡,以确保适宜的pH值范围,一般维持在7-9之间即可。
反应时间反应时间是合成水化硅酸钙过程中的另一个重要变量。
在反应初期,反应速率相对较快,但随着反应的进行,速率会逐渐降低。
因此,适宜的反应时间可以保证反应充分进行,产物的纯度和产率均能得到提高。
一般情况下,反应时间为6-24小时。
反应机理水化硅酸钙的合成是一个涉及复杂反应机理的过程。
水化反应主要涉及硅酸盐离子(SiO32-)和钙离子(Ca2+)的反应,其中反应涉及到以下几个主要步骤:1.溶液中的硅酸盐离子与钙离子发生络合作用,形成钙硅酸盐离子。
水热法制备水化硅酸钙纳米粉体
彭小芹;何丽娟;刘艳萌
【期刊名称】《重庆大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2005(28)5
【摘要】通过动态水热合成方法,采用低成本的硅藻土与生石灰作原料,在120℃恒温恒压,并分别在4h、7h、10h的蒸压制度下制备出水化硅酸钙纳米粉体。
并用XRD、BET、SEM、TEM等现代测试手段对制得的水化硅酸钙粉体进行了性能测试。
结果表明:该纳米粉体结晶度很低、比表面积极大,粉体颗粒的粒径大小主要在50nm左右;硅质原料和钙质原料的水热合成反应机理主要为溶解-沉淀反应;恒温时间对水热合成产物影响较大,恒温7h时Ca(OH)2反应殆尽,恒温10h时,原料中还有少量的SiO2尚未反应完毕;恒温10h时,纳米粉体的主要产物为水化石榴石、半结晶态的C-S-H(1)、硬硅钙石的前趋物以及Al2SiO5。
【总页数】4页(P59-62)
【关键词】动态水热合成;水化硅酸钙;纳米粉体;性能
【作者】彭小芹;何丽娟;刘艳萌
【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU502
【相关文献】
1.水热法批量制备粒径可控SnO2纳米粉体 [J], 曾雪;舒永春;胡永能;李广平;刘畅
2.水热法合成纳米粉体LiNbO3及其烧结体介电特征 [J], 陈振宁;程世婧;刘欣荣
3.水热法批量制备粒径可控SnO_2纳米粉体(英文) [J], 曹雪;舒永春;胡永能;李广平;刘畅;
4.水热温度对溶胶-凝胶-水热法合成锆钛酸钡钙纳米粉体的影响 [J], 陈歌;吉祥;王传彬;沈强;张联盟
5.醇水加热-水热法制备稳定Y-Ce-ZrO2纳米粉体 [J],
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