Al2O3-ZrO2-Cr2O3-SiO2(AZCS)材料是一种新型熔铸耐火材料，该材料在高温、高侵蚀性条件下的抗侵蚀性能优于其他类型的电熔耐火材料。为了研究该材料对硼硅酸盐玻璃熔体的抗侵蚀行为，利用含B2O3质量分数约12%的硼硅酸盐玻璃固化体对AZCS材料在1 500 ℃条件下进行侵蚀试验。结果表明：AZCS材料在侵蚀后，按照侵蚀程度可划分为变质层、过渡层、中心层。中心层变化很小，该层仍存在大量的铝-铬固溶体和斜锆石相，只有少量新形成的镁铝尖晶石相；渗入材料的MgO与固溶体反应，在原位形成镁铝尖晶石，并部分取代原有位置上的铝-铬固溶体。在过渡层中镁铝尖晶石形成的量达到最大，铝-铬固溶体溶解消失，该层存在的相为镁铝尖晶石相与斜锆石相；在变质层中基本只存在未被溶解的Cr2O3相，Cr2O3结构松散，呈蠕虫状形貌，铝-铬固溶体、斜锆石及镁铝尖晶石均溶解消失。

六价铬［Cr(Ⅵ)］在水环境中有严重的毒性和迁移性, 尤其工业过程中的高浓度Cr(Ⅵ), 对环境和人体健康有严重的危害。 建立一种准确、 快速且实用的高浓度Cr(Ⅵ)溶液测定方法尤为重要。 描述了一种基于光程优化的紫外可见分光光度法直接测定溶液的新方法, 该方法聚焦于不同光程条件下, 测定Cr(Ⅵ)溶液的浓度范围和灵敏度研究。 结果表明, 通过改变光程(1, 5, 10, 30, 50, 100 mm), Cr(Ⅵ)溶液的线性浓度测定范围增加到1 500 mg·L-1(国标方法为1 mg·L-1); 光程从1 mm增加到100 mm, 测定灵敏度增加了100.3倍(从0.001 6 L·mg-1增加到0.161 5 L·mg-1)。 同时, 进行了光程优化方法的建立, 在保证准确度的前提下, 使得不同浓度在不同光程的测定条件下具有最高的灵敏度。 研究结果表明, 在Cr(Ⅵ)与三价铬［Cr(Ⅲ)］、 铁离子［Fe(Ⅲ)］、 铜离子［Cu(Ⅱ)］、 镍离子［Ni(Ⅱ)］以一定比例共存的条件下, 该方法有较好的抗离子干扰性能, 且测定结果的准确度几乎不受温度变化影响(5～30 ℃), 并成功地将该方法应用于实际电镀废水样品中高浓度Cr(Ⅵ)的分析。 与其他常见的Cr(Ⅵ)溶液测定方法相比, 该方法显示出更宽泛的线性浓度范围(0.003 96～1 500 mg·L-1)、 更高的高浓度Cr(Ⅵ)溶液分析准确度和很短的测定时间(1.5 min)。 该方法在工业过程中Cr(Ⅵ)溶液的污染控制和环境分析监测方面具有良好的应用前景。

钢渣由于早期活性低, 易磨性差, 安定性不良, 制约了其在水泥混凝土中的大规模利用。本文通过对钢渣进行高温重构, 研究了钢渣在不同重构温度下的矿物相转变及易磨性、安定性、活性指数的变化。结果表明: 高温可以优化钢渣的矿物相组成, 促进难磨相浮氏体(FexO)、RO相的转化, 促进钢渣中硅酸二钙(C2S)向硅酸三钙(C3S)转变, 促进镁铁尖晶石(MgFe2O4)的生成; 矿物及液相分布均匀, 矿物组成良好、边界更清晰的重构钢渣往往表现出更高的强度, 试验所用两种钢渣经过1 400 ℃的高温重构, 其28 d活性指数可分别达99.03%和96.52%; 钢渣中f-CaO含量随重构温度的升高而显著降低; 易磨性则随着重构温度的升高呈先升高后降低的趋势。

基于层状双氢氧化物(LDHs)结构可重建性, 制备亚硝酸根插层的LDHs。将亚硝酸根插层的LDHs作为新型降铬外加剂掺入水泥, 研究LDHs降铬效率、耐存储性和球磨温度处理条件下的稳定性, 并揭示其还原和固化水泥中可溶性Cr6+的作用机理。结果表明, 与水拌和后LDHs-NO2层间释放的亚硝酸根离子能够快速还原水泥中的Cr6+, 有效降低可溶性Cr6+含量。掺入0.2%(质量分数)LDHs-NO2可使水泥中可溶性Cr6+含量从40.26 mg/kg降至9.36 mg/kg, 同时水泥3 d抗压强度增加约2 MPa。还原后的Cr3+与层板中的Al3+进行离子交换进入LDHs层板, 从而实现稳定的化学固化。亚硝酸根插层LDHs的还原效率优于FeSO4·7H2O, 并且在长时间储存和球磨温度处理条件下仍能保持优异的还原能力。

铝碳耐火材料是连铸滑动水口用关键材料，提高其强度和抗氧化性等服役性能，对于保障炼钢过程安全高效生产具有重要的意义。近年来，一种新型的MAB型层状化合物Cr2AlB2受到广泛关注，其具有高断裂韧性、高损伤容限和优异的抗氧化性。本工作在铝碳耐火材料中引入合成的Cr2AlB2，借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段，研究了高温下Cr2AlB2在铝碳材料中的结构演变及其对材料性能影响。结果表明：Cr2AlB2在800~1 200 ℃热处理后逐步分解生成Al2O3包覆CrB的核壳结构，并在核壳结构表面催化生成碳纳米管、碳纤维；在1 200~1 600 ℃热处理后，核壳结构内部进一步演变，生成了Cr3C2和BN。因此，Cr2AlB2在铝碳耐火材料中发生的上述结构演变，促进了材料的致密化程度，提高了材料常温抗折强度以及抗氧化性。当Cr2AlB2引入量为1%时，材料性能最佳，经1 400、1 600 ℃热处理后的铝碳材料常温抗折强度提升约9%，经1 400 ℃空气中处理后氧化指数从44%降低至31%。

开发高发射率红外辐射材料是高温窑炉节能的重要方向。本工作采用高温固相反应工艺制备Ni2+掺杂MgCr2O4材料，研究了Ni2+掺杂量摩尔分数对MgCr2O4材料红外辐射性能的影响，探讨了影响MgCr2O4材料红外发射率的机理。结果表明，Ni2+能掺杂进入MgCr2O4材料晶格，所制备的Mg1-xNixCr2O4 (0.1≤x≤0.5)材料产生了晶格畸变，少量Ni2+价态发生转变；同时，随着Ni2+掺杂量增加，氧空位浓度的增大，禁带宽度减小，所制备材料在近中红外波段的发射率均有提高。x=0.5的材料(Mg0.5Ni0.5Cr2O4)在近红外波段(0.8～2.5 μm)的平均发射率达到0.88，较未掺杂样品提升了167%。Ni2+掺杂强化了晶格振动吸收、自由载流子吸收和杂质能级吸收，提升了MgCr2O4材料在近中红外波段的红外发射率。

红外荧光粉是制备基于蓝光芯片宽带近红外光源的关键。采用高温固相法制备了LiScSi2O6: Cr3+近红外荧光粉样品并制备了相应的pc-LED器件, 详细研究了样品的光致发光特性及pc-LED的性能。荧光粉在460nm蓝光激发下产生中心波长为850nm, 半高宽约为156nm的宽带近红外光谱。在温度为160 ℃时, 发光峰的强度下降为室温下的75.38%。把粉体涂覆在InGaN蓝光芯片(Pmax=5W)表面制备的近红外pc-LED, 得到最大近红外光输出功率为436.7mW @ 300mA, 最大电光转化效率为18.3% @ 1mA。采用pc-LED作为红外光源, 隐藏在油墨下的文字信息清晰可见, 表明该红外荧光粉可用于制备基于蓝光芯片的宽带红外光源, 且在夜视和信息防伪领域有良好的应用前景。

将蛋白核小球藻对重金属Cr的快速高效吸附特性与重金属现场快速检测的X射线荧光（XRF）光谱技术相结合，通过蛋白核小球藻对水体重金属Cr的富集，实现了XRF光谱技术对水体重金属Cr的快速检测。研究表明：蛋白核小球藻对重金属Cr在5 min即可达到高效稳定的吸附，吸附反应的最佳pH值范围为6~8，最佳蛋白核小球藻的质量浓度为100 mg·L^-1；在最佳吸附反应条件下，采用抽滤-滤膜富集方式实现蛋白核小球藻对水体重金属Cr的快速富集，再进行XRF光谱测量，当反应液富集量为10 mL，XRF信号累积时间为2 min时，重金属Cr的Kα特征谱峰净积分荧光强度与待测水体中Cr质量浓度间具有很好的线性关系，相关系数R²为0.9967，水体重金属Cr的方法检测限为0.0299 mg·L^-1，显著低于《地表水环境质量标准（GB 3838—2002）》中规定的Ⅱ类水中Cr的标准限值0.05 mg·L^-1。采用该方法对安徽省合肥市匡河水样进行加标回收测试，重金属Cr的回收率均在90.00%~101.24%范围内，10次重复测量的精密度为1.59%~2.66%，因此蛋白核小球藻富集与XRF光谱测量相结合的方法能够很好地实现实际水体重金属Cr的精准检测。

六价铬(Cr(VI))因其高毒性受到人们广泛关注，为提高吸附法去除Cr(VI)的效率，合成了一种新型核壳结构的聚乙烯亚胺(PEI)功能化复合纳米颗粒(Fe3O4@SiO2-NH2)，用于去除水中Cr(VI)。研究了磁性纳米颗粒的化学结构、形貌和磁性特性。考察了初始浓度、吸附时间、溶液pH值和无机阴离子对Cr(VI)吸附效率的影响。Fe3O4@SiO2-NH2在去除Cr(VI)方面表现出优异的性能，其最大吸附容量为251.83 mg/g。吸附过程具有pH值依赖性，自发性，吸热性。Fe3O4@SiO2-NH2质子化，通过静电吸引完成对Cr(VI)的吸附。同时X射线光电子能谱结果表明，部分Cr(VI)被还原为低毒的Cr(III)。Fe3O4@SiO2-NH2去除水中Cr(VI)时具有良好的重复使用性，且磁选时间仅需50 s。

以TiO2、Cr2O3和MoO3为主要原料，采用固相反应法合成了金红石型Ti1-2xCrxMoxO2(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20)色料。研究了Cr/Mo共掺杂量和煅烧温度对Ti1-2xCrxMoxO2色料的晶型结构、呈色性能和微观形貌等的影响。研究结果表明，5%~15%摩尔分数的Cr/Mo等量共掺杂都获得单相金红石型结构黑色色料，均可促进锐钛矿向金红石转变，且Mo掺杂有利于提高Cr在TiO2晶格中的固溶度。随Cr/Mo共掺杂量增加，样品的黑度(L*值)呈先减小后增大的趋势，而红色度(a*值)和黄色度(b*值)都表现出相反的趋势。煅烧温度在950~1 100 ℃时，样品的色度参数变化相对较小。在1 100 ℃煅烧得到的Ti0.70Cr0.15Mo0.15O2色料黑色呈色性能最佳，其L*、a*和b*值分别为24.41、2.12和-2.53，且在陶瓷釉中表现出良好的呈色性能和化学稳定性。适量Cr/Mo共掺杂使TiO2晶格产生畸变和电荷缺陷，从而吸收绝大部分可见光，是其呈现黑色的主要原因。