【摘 要】
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粉煤灰酸渣是粉煤灰经酸溶提铝后的副产品,主要化学成分为无定形二氧化硅,其资源化利用不仅解决了粉煤灰酸渣堆存带来的环境问题,还能获得附加值较高的二氧化硅气凝胶.以粉煤灰酸渣制备的水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶—溶剂交换/表面改性—常压干燥工艺成功制备了低密度(0.083 g/cm3)、高比表面积(708 m2/g)、高疏水性(接触角为143°)的多孔二氧化硅气凝胶.通过热重-差热分析、红外光谱分析、接触角测试、扫描电镜分析、氮气吸附-脱附测试等手段对热处理前后二氧化硅气凝胶的结构和疏水性进行了表征.结果表明,
【机 构】
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神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯017100;黑龙江科技大学
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粉煤灰酸渣是粉煤灰经酸溶提铝后的副产品,主要化学成分为无定形二氧化硅,其资源化利用不仅解决了粉煤灰酸渣堆存带来的环境问题,还能获得附加值较高的二氧化硅气凝胶.以粉煤灰酸渣制备的水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶—溶剂交换/表面改性—常压干燥工艺成功制备了低密度(0.083 g/cm3)、高比表面积(708 m2/g)、高疏水性(接触角为143°)的多孔二氧化硅气凝胶.通过热重-差热分析、红外光谱分析、接触角测试、扫描电镜分析、氮气吸附-脱附测试等手段对热处理前后二氧化硅气凝胶的结构和疏水性进行了表征.结果表明,随着热处理温度升高,二氧化硅气凝胶的比表面积增大、疏水性逐渐减弱直至消失.300℃热处理后,二氧化硅气凝胶仍具有较强的疏水性(接触角约为128°),密度为0.080 g/cm3.当热处温度为400～600℃时,二氧化硅气凝胶仍具有中孔结构,由疏水性变为亲水性,密度从0.073 g/cm3增加到0.078 g/cm3.
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为改善碳材料比电容低的问题以及氧化铁(Fe2O3)导电性和循环稳定性差的问题,采用氧化铁修饰生物质衍生碳(ATC)表面制备氧化铁/生物质碳(Fe2O3/ATC)复合材料,通过氧化铁和生物质衍生碳的协同效应使复合材料获得更高的比电容和更好的稳定性.利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱等技术手段对样品进行了表征.结果表明,制备的复合材料存在一定的孔隙结构,氧化铁纳米粒子被锚定在碳表面.当氧化铁和生物质衍生碳的质量比为1:1时,制备的复合材料具有最优的电化学性能,在3.0
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