检索结果-内蒙古大学图书馆

活性金属氧化物掺杂剂对K417G高温合金与Al2O3基陶瓷型壳润湿性及界面反应的影响（英文）

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2025年

作者：寇宝弘周文韬彭勇慧欧阳静中南大学资源加工与生物工程学院无机材料系中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室中南大学金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心

本文选用活性金属氧化物(Al2O3、TiO2、Cr2O3) 作为K417G高温合金熔模铸造用Al2O3基陶瓷型壳的掺杂剂，通过固滴实验研究了掺杂剂种类及含量（0、2、5、8 wt.%）对合金型壳的润湿性和界面反应的影响。结果表明，随着Al2O3掺杂剂含量的... 详细信息

本文选用活性金属氧化物(Al2O3、TiO2、Cr2O3) 作为K417G高温合金熔模铸造用Al2O3基陶瓷型壳的掺杂剂，通过固滴实验研究了掺杂剂种类及含量（0、2、5、8 wt.%）对合金型壳的润湿性和界面反应的影响。结果表明，随着Al2O3掺杂剂含量的增加（0-8 wt.%），型壳表面的孔隙率（21.74%-10.08%）和粗糙度（3.22-1.34 μm）均减小。随着Cr2O3含量的增加（2-8 wt.%），界面反应加剧，界面反应层厚度增大（2.6-3.1 μm），润湿角减小（93.9°-91.0°）。Al2O3和TiO2掺杂剂使反应产物中生成Al2TiO5复合氧化物，有效抑制了界面反应。TiO2掺杂剂含量的增加（0-8 wt.%），进一步促进了Al2TiO5的生成，使界面反应层厚度减小（3.9-1.2 μm），润湿角增大（95.0°-103.8°）。掺杂剂颗粒在提高型壳表面的堆积密度的同时抑制了活性金属元素从合金基体向界面的扩散。

关键词： Al O 基陶瓷型壳 K417G高温合金金属氧化物掺杂剂界面反应润湿性

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黏土矿物与生物分子的相互作用及其生物功能调控的研究进展

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矿物岩石 2025年第1期45卷 117-129页

作者：余梦涵宁琴杨华明中国地质大学(武汉)纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074 中国非金属矿行业矿物功能材料重点实验室湖北武汉430074 中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

黏土矿物因其独特的物理化学特性,如层状结构、大比表面积、表面电荷及良好的吸附能力,近年来在生物医用领域展现出广泛的应用潜力。特别是黏土矿物与生物分子之间的相互作用,已成为生命科学研究中的重要课题。黏土矿物不仅能够通过物... 详细信息

黏土矿物因其独特的物理化学特性,如层状结构、大比表面积、表面电荷及良好的吸附能力,近年来在生物医用领域展现出广泛的应用潜力。特别是黏土矿物与生物分子之间的相互作用,已成为生命科学研究中的重要课题。黏土矿物不仅能够通过物理吸附和离子交换等作用与生物小分子、大分子及超分子系统相互作用,还能在生物体内调控一系列重要生物学过程,如抗菌、抗炎、止血和抗肿瘤等。首先,黏土矿物通过物理吸附、离子交换等方式与细菌膜、毒素及自由基发生相互作用,从而有效抑制细菌生长、减轻炎症反应。特别是蒙脱石和高岭石在抗菌和抗炎领域已表现出良好的效果,应用于皮肤炎症、胃肠道疾病等多种病症的治疗。其次,黏土矿物在止血中具有显著优势,能够通过促进血小板激活、加速凝血反应,缩短止血时间,广泛应用于急性创伤和外科手术中的止血材料。此外,黏土矿物在肿瘤治疗中的潜力也逐渐显现,其能够作为药物载体精准输送抗肿瘤药物,调节肿瘤微环境,提高治疗效果。尽管黏土矿物在生物医学中的应用前景广阔,但在临床转化过程中仍面临生物相容性、体内代谢和安全性等挑战。未来的研究应聚焦于探索黏土矿物与生物分子的相互作用机制,开发更加高效、安全的复合材料,并推动其在智能药物递送、精准医疗等领域的应用。

关键词：黏土矿物层状硅酸盐生物分子生命起源生物功能材料

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α-Al2O3及硅溶胶强化处理对氧化硅基陶瓷型芯组织和性能的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2025年第2期 115-122页

作者：彭勇慧周文韬寇宝弘欧阳静中南大学资源加工与生物工程学院无机材料系中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室

本文选用α-Al2O3作为矿化剂制备精密铸造用氧化硅基陶瓷型芯，采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、三点弯曲试验等，研究矿化剂用量与硅溶胶强化处理对型芯的物相组成、显微组织、收缩率、显气孔率、密度和抗弯强度等的... 详细信息

本文选用α-Al2O3作为矿化剂制备精密铸造用氧化硅基陶瓷型芯，采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、三点弯曲试验等，研究矿化剂用量与硅溶胶强化处理对型芯的物相组成、显微组织、收缩率、显气孔率、密度和抗弯强度等的影响。结果表明：α-Al2O3对陶瓷型芯有双重作用，一方面其作为增强相能阻碍熔融石英的黏滞流动，提升型芯的强度；另一方面其优异的高温稳定性降低了陶瓷型芯的烧结致密度，进而导致型芯的收缩率和强度下降。而硅溶胶强化处理能有效封闭气孔，促进型芯烧结。经硅溶胶强化处理后，w（α-Al2O3）=2%的型芯的室温抗弯强度提升至16.6 MPa，高温抗弯强度为37.5 MPa，满足了精密铸造行业用陶瓷型芯的应用指标。

关键词：精密铸造 SiO2陶瓷型芯 α-Al2O3 高温性能室温抗弯强度收缩率

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黏土矿物基纳米复合阻燃材料的研究进展

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材料导报 2021年第23期35卷 23192-23204页

作者：解维闵梁晓正赵晓光杨华明中南大学资源加工与生物工程学院中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室中南大学建筑材料行业黏土矿物功能材料重点实验室

聚合物纳米复合材料因具有质轻、耐腐蚀、电绝缘、易于加工等优异的性能而被广泛应用于国民生产生活的各个领域。然而,大多数聚合物材料都极易燃烧,这严重限制了其在诸多领域中的实际应用。因此,增强聚合物的阻燃性能具有重大意义。近年... 详细信息

聚合物纳米复合材料因具有质轻、耐腐蚀、电绝缘、易于加工等优异的性能而被广泛应用于国民生产生活的各个领域。然而,大多数聚合物材料都极易燃烧,这严重限制了其在诸多领域中的实际应用。因此,增强聚合物的阻燃性能具有重大意义。近年来,随着人们的环保和健康意识日益增强,以环境友好的方法制备高强度、高韧性、高抗氧化性和良好阻燃性的聚合物复合材料的研究受到越来越多国内外研究者的青睐,高效绿色阻燃剂将具有巨大的市场潜力。纳米黏土是天然、无毒、低成本、可生物降解且具有生物相容性的材料,常被用于合成各种聚合物纳米复合材料,由于其较大的比表面积、阻隔性和热稳定性,可有效改善聚合物材料的阻燃性和力学性能。本文总结了近几年天然黏土矿物增强聚合物纳米复合材料阻燃性和热稳定性的相关研究。根据不同来源,将聚合物材料分为天然聚合物材料和合成聚合物材料,分别探讨了添加黏土矿物对各种聚合物纳米复合材料阻燃性能的增强效果,并归纳了天然黏土矿物在聚合物纳米复合材料中的阻燃机理。与普通聚合物复合材料相比,天然黏土由于其独特的结构(纤维状、管状及层状),可以捕获易燃挥发物、阻隔热和质的传递。此外,天然黏土可以在聚合物表面形成强大的阻隔层,以延缓热和质的传输过程。最后,指出了目前纳米复合材料在阻燃研究中存在的问题。对当前文献的深入调查为实现聚合物/黏土纳米复合材料的高效利用提供有用的信息,并为设计新型高性能聚合物/黏土纳米复合材料提供理论指导。

关键词：阻燃材料黏土矿物聚合物复合材料天然聚合物合成聚合物

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黏土矿物基载药体系的研究进展

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材料导报 2022年第2期36卷 56-65页

作者：孙志雅孟宇航杨华明中南大学资源加工与生物工程学院中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室中南大学建筑材料行业黏土矿物功能材料重点实验室

我国黏土矿物储量丰富,应用广泛。为满足经济建设发展要求和人民日益增长的需要,近年来,我国大力发展黏土矿物相关产业。在经济战略发展的重要时期,黏土矿物将是未来我国重点优势矿种,其相关研究成为我国矿物功能材料发展的重大突破口,... 详细信息

我国黏土矿物储量丰富,应用广泛。为满足经济建设发展要求和人民日益增长的需要,近年来,我国大力发展黏土矿物相关产业。在经济战略发展的重要时期,黏土矿物将是未来我国重点优势矿种,其相关研究成为我国矿物功能材料发展的重大突破口,可满足未来国家重大战略和发展需求。黏土矿物具有特殊的形貌结构、优异的理化特性、较好的生物相容性,在新兴生物医学领域展现出极大的应用潜力。一直以来,多种给药方式都受到药物泄露、突释、剂量依赖毒性等多方面限制,大大降低了药物的生物利用度与治疗效果,这便对药物载体提出了新的要求。目前应用于药物载体的材料主要为有机、无机、有机-无机复合材料,其药物释放系统的研究方向主要为靶向给药和药物的缓、控释。大多数载药体系存在着制备过程繁琐、生产成本高、性质不稳定的问题,而黏土矿物有层状、管状、纤维状等特殊结构,表面存在丰富的羟基基团,具有良好的吸附能力、稳定的物理化学性质,因此被广泛应用于药物载体材料。大多数学者使用黏土矿物本身作为载体,制备黏土矿物基载药体系,并研究其载药性能及生物安全性。随着科学技术的发展以及矿物学、化学、医学等多学科的交叉融合,研究者对黏土矿物进行进一步的改性。利用黏土矿物独特的理化性质,可对其进行表面改性和结构改型,并结合理论计算、高技术表征等对矿物结构与性质进行剖析,从而设计功能性矿物基载药体系。本文综述了黏土矿物基载药体系的研究进展,从黏土矿物理化性质和研究现状等方面对当前黏土矿物作为药物载体的优越性和所面临的挑战进行分析,介绍了常见黏土矿物基载药体系,如蒙脱石基载药体系、埃洛石基载药体系、高岭石基载药体系。另外,本文还介绍了未来黏土矿物基载药体系的主要研究方向,可以为开发载药率高、缓释性能好、靶向性强的新型高效载药体系的相关研究提供参考。

关键词：黏土矿物理化性质载药体系生物医学

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预活化时间对稻壳基活性炭结构和电化学性能的影响

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材料导报 2017年第20期31卷 25-29页

作者：宋晓岚刘汉俊王海波段海龙张颖刘时超周永鑫周志海中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室长沙410083

以农业废料稻壳为碳源,氢氧化钠为活化剂,采用干法两步活化法制备活性炭。X射线衍射分析表明该法能有效去除稻壳中的灰分,提高活性炭的孔隙率。扫描电镜结果表明,活性炭具有发达的孔隙结构。以活性炭制备超级电容器的电极,并组装成扣式... 详细信息

以农业废料稻壳为碳源,氢氧化钠为活化剂,采用干法两步活化法制备活性炭。X射线衍射分析表明该法能有效去除稻壳中的灰分,提高活性炭的孔隙率。扫描电镜结果表明,活性炭具有发达的孔隙结构。以活性炭制备超级电容器的电极,并组装成扣式电容器。采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等测定超级电容器的电化学性能,并着重探究了预活化时间对活性炭的结构及电化学性能的影响。结果表明,预活化时间为120 min的活性炭的比电容最大,在0.25 A/g电流密度下,可达219F/g,经过1 000次循环后,其电容保持率仍达85.4%。这表明活性炭电极具有较理想的电容特性,且循环性能稳定。

关键词：稻壳活性炭预活化时间超级电容器比电容

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钡铁氧体/埃洛石复合材料的制备与性能调控

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功能材料 2021年第1期52卷 1011-1016页

作者：陈子豪穆大伟杨华明欧阳静中南大学资源加工与生物工程学院矿物材料及其应用湖南省重点实验室长沙410083

以Fe(NO3)3、Ba(NO3)2及埃洛石(Hal)为基本原料,采用溶胶-凝胶法制备了M型钡铁氧体(BF)和BF@Hal复合材料,并对它们的磁性能进行了研究。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)来表征样... 详细信息

以Fe(NO3)3、Ba(NO3)2及埃洛石(Hal)为基本原料,采用溶胶-凝胶法制备了M型钡铁氧体(BF)和BF@Hal复合材料,并对它们的磁性能进行了研究。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)来表征样品的结构、形貌及磁性能。研究结果表明BaFe12O19的最佳合成工艺条件是n(Ba2+)∶n(Fe3+)=1∶11.8、pH值为7.0、煅烧温度为950℃、保温时间为2 h;在BF@Hal磁性复合材料中,适量加入Hal可以提高该材料的磁性能,Hal的最佳加入量是0.05 g,埃洛石的适量加入使得BF@Hal复合材料的Ms和Mr值较单相的BF有了明显增大,Ms和Mr值分别由40.51和21.84 Am^2/kg上升到48.69和26.33 Am^2/kg。

关键词：钡铁氧体埃洛石溶胶-凝胶法磁性能复合磁性材料

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Ni-Ru/TiO_(2)-凹凸棒石复合材料的制备及其CO_(2)甲烷化性能

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硅酸盐学报 2021年第7期49卷 1377-1384页

作者：颜再荣苗超刘庆贺韩菲欧阳静中南大学湖南省矿物材料与应用重点实验室长沙410083 中南大学资源与生物工程学院无机材料系矿物材料中心长沙410083 中国建筑材料行业创新平台黏土矿物功能材料重点实验室长沙410083

基于黏土矿物在催化剂制品中的广泛应用和因CO_(2)增长过快造成的全球温室效应,通过溶胶凝胶法在凹凸棒石(ATP)表面负载TiO_(2)并以其为载体,采用浸渍法制备了用于CO_(2)甲烷化的Ni-Ru/TiO_(2)-ATP催化剂。比较Ru和Ni负载量对催化性能... 详细信息

基于黏土矿物在催化剂制品中的广泛应用和因CO_(2)增长过快造成的全球温室效应,通过溶胶凝胶法在凹凸棒石(ATP)表面负载TiO_(2)并以其为载体,采用浸渍法制备了用于CO_(2)甲烷化的Ni-Ru/TiO_(2)-ATP催化剂。比较Ru和Ni负载量对催化性能的影响,重点考察了反应温度和空速对甲烷化过程的影响,并采用原位红外测试技术进一步揭示了其反应机理。结果表明:双金属催化剂具有优异的低温催化活性。制备的催化剂中5Ni-1Ru-TiO_(2)-ATP的催化效果最佳,在350℃时CO_(2)转化率达到47.9%,在400℃时转化率最高,为59.6%。比相同条件下制备的不含Ru的催化剂在350℃时的转化率提高31.8%,在400℃时提高26.5%。进气速率过大会导致气固相接触不充分,催化效果变差。原位红外分析发现该多元复合催化剂遵循一种以CO~*基团为中间体的反应机理。

关键词：矿物基载体二氧化碳甲烷化镍-钌催化剂二氧化钛凹凸棒石

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铁尾矿制备新型建筑材料的国内外进展

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材料导报 2021年第5期35卷 5011-5026页

作者：路畅陈洪运傅梁杰田光燕张红梁金生杨华明中南大学资源加工与生物工程学院中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室中南大学建筑材料行业黏土矿物功能材料重点实验室河北工业大学生态环境与信息特种功能材料教育部重点实验室

铁尾矿是铁矿石经加工及利用过程中产生的有价元素含量较低的部分,是矿山固体废弃物的重要组成之一,也是一种宝贵的二次资源。大量不可回收的铁尾矿主要堆存在尾矿库中,既浪费土地资源,又存在安全隐患和环境危害。高效加工利用铁尾矿是... 详细信息

铁尾矿是铁矿石经加工及利用过程中产生的有价元素含量较低的部分,是矿山固体废弃物的重要组成之一,也是一种宝贵的二次资源。大量不可回收的铁尾矿主要堆存在尾矿库中,既浪费土地资源,又存在安全隐患和环境危害。高效加工利用铁尾矿是节能环保、提高经济效益的有效途径。铁尾矿是一种精细、稳定、复杂的材料,主要由二氧化硅和氧化铁组成,与天然砂矿物成分十分接近,将铁尾矿应用于新型建筑材料领域是尾矿综合利用的重要发展方向。新型建筑材料是在传统建筑材料的基础上,性能得以提升、功能得以完善或增加的建筑材料,具有高强、轻质、节能和环境污染小的特点。国内外就铁尾矿在新型建筑材料方面的开发做了大量的研究,结果表明,铁尾矿中的化学组成通过校正原料的调整,可以成功地运用到各种建筑材料,如环保砖、建筑吸隔声材料、微晶玻璃、建筑陶瓷、多孔保温材料及涂料等。有研究表明,对铁尾矿添加煤矸石、粉煤灰等物质,可以弥补铁尾矿作为建筑制品原料的不足,制备的新型尾矿墙体材料具有高强度、耐盐碱腐蚀性;利用多种类型的铁尾矿均可制备出主晶相为辉石的微晶玻璃,其具有较好的耐酸碱性能、抗压强度和抗折强度;制备的保温隔热材料的力学性能和保温隔热性能较好,有研究表明中试实验的材料导热系数可达0.085 W/(m·K)。铁尾矿还可以应用到涂料领域,由于铁尾矿中含有一定量的氧化铁,而氧化铁在正常环境条件下具有较高的稳定性,广泛应用于涂料、塑料、纸张和陶瓷等领域。有研究使用铁尾矿作为建筑乳胶漆颜料用于生产可持续建筑涂料,也有利用铁尾矿中的氧化铁作为制备彩色陶瓷玻化砖的天然着色剂。就目前而言,铁尾矿新型建筑材料大多还难以形成规模,多处于实验室阶段,推广方面还需要进行大量的工作。另外,很多高附加值建材的研究仍处于起步阶段,还需要进行大量深入的理论和实验研究,究其原因,主要是:(1)不同产地及工艺条件下的铁尾矿性质差异较大,导致原料稳定性存在一定问题;(2)铁尾矿建材产品由于原料的复杂性,其生产工艺不具有普适性,加大了研究及生产成本,这在一定程度上影响了其规模化发展;(3)铁尾矿建筑材料仍属于受运距限制的产品,由于大多数矿山远离城区,因此其尾矿产品无法实现大规模的集约经营,在进一步降低成本、提高质量方面受到制约;(4)铁尾矿新型建材的产品推广和市场开发也是制约其发展的一个问题。本文综述了铁尾矿在新型建筑材料方面的研究进展,重点阐述了铁尾矿作为一类新型建筑材料资源的高值化利用现状,分析了铁尾矿在新型建筑材料行业发展中可能面临的问题并展望其发展前景,以期为铁尾矿在新型建筑材料领域的高值化利用提供参考。

关键词：铁尾矿高效加工利用新型尾矿墙体材料建筑陶瓷装饰材料建筑保温隔热材料

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氧化铜/海泡石催化过滤膜的制备及其过硫酸盐活化性能

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硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3180-3191页

作者：彭倩邢佳杰钟婉菱唐学昆刘琨中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室长沙410083 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

为了开发具有高活性、高稳定性和绿色环保的过硫酸盐催化剂,采用浸渍-过滤成膜-干燥-煅烧的方法制备一种CuO/海泡石催化过滤膜,并对其催化过硫酸盐的性能和活化机理进行了探究。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段... 详细信息

为了开发具有高活性、高稳定性和绿色环保的过硫酸盐催化剂,采用浸渍-过滤成膜-干燥-煅烧的方法制备一种CuO/海泡石催化过滤膜,并对其催化过硫酸盐的性能和活化机理进行了探究。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段详细表征了CuO/海泡石催化过滤膜的晶体结构、形貌、表面性质等,明确了制备催化过滤膜的最佳条件(煅烧温度为400℃、硝酸铜溶液的浓度为20 mmol/L)。经过连续催化降解15 L的10 mg/L的对硝基苯酚(PNP)溶液后,CS-400催化过滤膜的性能未出现明显下降且结构未被明显腐蚀。最后,通过自由基淬灭实验证明了羟基自由基(·OH)和单线态氧(^(1)O_(2))是此催化反应体系中降解PNP的主要活性物质,并提出了可能的催化机理。

关键词：氧化铜海泡石过硫酸盐催化过滤膜

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