Tong Hoang Lin 1,2,3Che Quang Cong 1,2,3Nguyen Thanh Hoai Nam 1,2,3Hoang An 1,2,3[ ... ]Nguyen Huu Hieu 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 VNU-HCM, Key Laboratory of Chemical Engineering and Petroleum Processing (Key CEPP Lab), Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
2 Faculty of Chemical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
3 Vietnam National University Ho Chi Minh City (VNU-HCM), Linh Trung Ward, Thu Duc City, Vietnam
In this study, three-dimensional porous magnesium ferrite/titanium dioxide/reduced graphene oxide (MgFe2O4-GM/TiO2/rGO (MGTG)) was successfully synthesized via green and hydrothermal-supported co-precipitation methods using the extract of Garcinia mangostana (G. mangostana) as a reducing agent. The characterization results indicate the successful formation of the nano/micro MgFe2O4 (MFO) and TiO2 on the structure of the reduced graphene oxide (rGO), which can also act as efficient support, alleviating the agglomeration of the nano/micro MFO and TiO2. The synergic effects of the adsorption and photodegradation activity of the material were investigated according to the removal of crystal violet (CV) under ultraviolet light. The effects of catalyst dosage, CV concentration, and pH on the CV removal efficiency of the MGTG were also investigated. According to the results, the CV photodegradation of the MGTG-200 corresponded to the pseudo-first-order kinetic model. The reusability of the material after 10 cycles also showed a removal efficiency of 92%. This happened because the materials can easily be recollected using external magnets. In addition, according to the effects of different free radicals ·O2?, h+, and ·OH on the photodegradation process, the photocatalysis mechanism of the MGTG was also thoroughly suggested. The antibacterial efficiency of the MGTG was also evaluated according to the inhibition of the Gram-positive bacteria strain Staphylococcus aureus (S. aureus). Concurrently, the antibacterial mechanism of the fabricated material was also proposed. These results confirm that the prepared material can be potentially employed in a wide range of applications, including wastewater treatment and antibacterial activity.
magnesium ferrite titanium dioxide reduced graphene oxide Garcinia mangostana photodegradation antibacterial Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 122702
1 1.西南医科大学附属医院骨与关节外科, 四川省骨科置入器械研发及应用技术工程实验室, 泸州 646000
2 2.川北医学院第二临床学院, 南充市中心医院组织工程与干细胞研究所, 南充 637000
3 3.山东大学齐鲁医学院口腔医学院, 口腔医院口腔颌面外科, 济南 250012
4 4.山东省口腔组织再生重点实验室, 山东省口腔生物材料与组织再生工程实验室, 山东省口腔疾病临床医学研究中心, 济南 250012
骨科钛内置物存在感染的风险, 需要开发具有抗菌性、生物相容性且不易产生耐药性的表面涂层。通过电泳沉积15、30、45、60 s在微弧氧化(MAO)的钛表面制备了4组纳米氧化镁(MgO)涂层。MgO颗粒在MAO表面形成均匀涂层, 覆盖率随电泳时间延长。与金黄色葡萄球菌共培养6 h后, 4组样品抗菌率分别为1%、69%、83%、84%; 共培养24 h后抗菌率分别为81%、86%、89%、98%。显微观察发现MgO沉积样品表面黏附细菌密度、活细菌比例均随沉积时间延长而减少。与小鼠成骨细胞共培养1 d后, 4组样品存活率(相对空白孔板中所接种细胞)分别为108%、89%、53%、27%, 5 d后分别为139%、117%、112%、66%。荧光显微观察发现MAO样品表面未见死细胞, 而MgO沉积样品表面死细胞比例随沉积时间延长而增加, 但在实验周期(5 d)内均<5%。本研究表明电泳沉积30 s制备的MgO涂层具有良好的体外抗菌性和生物相容性。
钛 内置物 抗菌 微弧氧化 氧化镁 电泳沉积 titanium implant antibacterial micro-arc oxidation magnesium oxide electrophoretic deposition
沈阳理工大学材料科学与工程学院，沈阳 110159
磷酸镁水泥(MPC)可用于固化危险废物中的重金属离子，重金属离子的引入会导致固化体的长期力学性能显著降低。针对目前所存在的问题，提出了一种掺K型鸟粪石强化MPC固化Pb2+的方法，在保证毒性浸出满足要求时，解决MPC固化后期力学性能损失大的问题。结果表明：K型鸟粪石强化MPC固化Pb2+ 的28、180 d的浸出浓度为0.63、1.91 mg/L，180 d的抗压强度与未固化Pb2+的MPC (不掺K型鸟粪石)抗压强度相接近，达到了MPC满足毒性浸出要求又可以提高力学性能的强化目的；K型鸟粪石强化固化作用主要是由于提高固化体的密实度并且具有吸附性，提高了对Pb2+的长期固化效果。
磷酸镁水泥 固化 鸟粪石 铅离子 magnesium phosphate cement solidification K-struvite lead ions
1 中国民航大学，天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津 300300
2 河北工业大学机械工程学院，天津 300401
3 天津大学材料科学与工程学院，天津 300350
采用高温熔制法制备了1种CaO-MgO-Al2O3-SiO2非晶陶瓷材料，利用高速破碎技术和等离子喷涂技术在45号钢基体上制备得到钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层。对块状陶瓷和涂层的物相组成、显微硬度和微观形貌进行了分析，通过拉伸实验测试了涂层的结合强度。通过盐溶液浸泡腐蚀实验研究了涂层的耐腐蚀性能和腐蚀机理。结果表明：钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层的孔隙率为7.93%±3.27%，无明显层状结构，涂层显微硬度值为6.63 GPa，与块体材料相比仅降低了3.89%，非孔隙区域具有类块体陶瓷材料的显微结构和力学性能；涂层结合强度为(16.25±2.11)?偆bMPa，断裂发生在涂层与金属过渡层的界面处，与等离子喷涂其它陶瓷涂层的结合性能相当；通过1 000?偆bh的浸泡腐蚀实验得到涂层试样的腐蚀速率为0.102 6?偆bg瘙簚m-2瘙簚h-1，与基体试样相比降低了12.3倍，具有良好的耐腐蚀性能；分析腐蚀截面形貌发现，涂层的致密结构对腐蚀起机械隔绝作用，堆积在涂层孔隙与裂纹表面的腐蚀产物的溶解速率与腐蚀液渗至基体的速率达到平衡，减缓了腐蚀的发生。
钙镁铝硅酸盐 非晶陶瓷涂层 等离子喷涂 耐腐蚀性能 类块体材料 calcium magnesium aluminum silicate amorphous ceramic coating plasma spraying corrosion resistance monolithic like material
1 西安科技大学能源学院, 陕西 西安 710054
2 西安科技大学能源学院, 陕西 西安 710054 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室, 陕西 西安 710054
3 西安科技大学地质与环境学院, 陕西 西安 710054
4 西安科技大学理学院, 陕西 西安 710054
镁渣的资源化利用是一个迫切需要解决的问题。 以镁渣、 改性镁渣为主要胶凝材料, 通过复掺粉煤灰制备镁渣基胶结充填材料(UCGB)与改性镁渣基胶结充填材料(MCGB), 并对两种充填材料的流动特性、 力学性能、 微观结构和水化特性进行对比分析。 结果表明, 改性镁渣与粉煤灰的掺和比例为4/1时, 制备的MCGB试样具有优异的力学性能, 养护28 d龄期的单轴抗压强度高达4.213 MPa。 随养护龄期的增长, MCGB试样水化产生大量的C-S-H凝胶、 Ca(OH)2晶体、 丝状Ettringite等水化产物, 并与其他硅酸盐氧化物(［Fe, Mg, Al］2.5［Si, Al］2O5［OH］4)交织团聚在一起, 填充于试样内部的孔隙、 孔洞之中, 有助于提升MCGB试样的机械性能和耐久性。 相比于MCGB试样, UCGB试样的机械性能并不理想, 早期强度低, 水化仅产生极少量Ettringite和Ca(OH)2晶体, 形成疏松多孔的微观形貌结构。 此外, 通过红外光谱曲线分析可知, 改性镁渣原样位于997 cm-1附近出现了β-C2S的特征频率, 而镁渣原样位于820 cm-1附近出现了γ-C2S的特征辨识谱带, 结合X射线图谱分析得出, 镁渣改性后其矿物相主要转变为β-C2S, 而镁渣原样的矿物相主要为γ-C2S, 本身几乎没有水化活性, 不宜用作制备矿用胶凝材料。 因此, 该研究主旨在于制备以改性镁渣为主的新型矿用胶凝材料提供科学依据和指导。
镁渣 改性镁渣 X射线衍射 红外光谱 水化反应特性 Magnesium slag Modified magnesium slag X-ray diffraction Infrared spectrum Hydration reaction characteristics 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3877
1 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
镁铝尖晶石(MgAl2O4)作为先进的透明陶瓷材料，具有透过波段宽、透过率高、各向同性，高熔点、高硬度、高强度、高电阻率、高热导率、高抗热震，耐腐蚀和耐高温等优异性能，可广泛应用于红外制导窗口、高马赫航空器的整流罩、透明装甲和极端环境下的光电设备窗口等关系**安全与高性能关键设备领域。本文简要介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的基本性能和国内外研制情况，重点介绍中材人工晶体研究院有限公司三十余年在镁铝尖晶石高纯粉体合成、镁铝尖晶石透明陶瓷成型烧结工艺和性能研究及应用开发方面所做工作，分析了材料研制中遇到的困难与在应用开发过程中面临的竞争和挑战，思考材料的研究方向、方法，并对其应用和发展予以展望。
镁铝尖晶石 透明陶瓷 粉体合成 成型烧结工艺 性能 应用 magnesium aluminate spinel transparent ceramics powder synthesis forming and sintering process property application
1 甘肃省第五建设集团有限责任公司, 天水 741000
2 重庆文理学院土木工程学院, 重庆 402160
3 兰州理工大学材料学院, 兰州 730050
以风积沙混凝土为研究对象, 采用核磁共振、场发射扫描电子显微镜及能谱仪观测不同风积沙掺量及不同浓度硫酸盐侵蚀作用下混凝土的微观孔隙结构、微观形貌及产物特征。结果表明: 随着风积沙掺量增加, 风积沙混凝土抗压强度先增强后减弱, 孔隙率先降低后增加, 风积沙掺量为40%(质量分数)时力学性能最好; 随着硫酸镁浓度的增加以及侵蚀周期的延长, 风积沙混凝土相对动弹性模量先增加后降低; 当硫酸镁浓度为3.5%、风积沙掺量为40%时, 风积沙混凝土浸泡360 d时仍满足标准要求, 此时风积沙混凝土孔隙率为2.553%, 其中少害及有害孔占比达到63.8%, 且产生较多针棒状钙矾石; 当硫酸镁浓度为5.0%(质量分数)时, 孔隙率增加至2.879%, 少害及有害孔比例降低至57.3%, 钙矾石富集程度进一步增加。
风积沙混凝土 相对动弹性模量 风积沙掺量 硫酸镁浓度 孔隙率 钙矾石 aeolian sand concrete relative dynamic elastic modulus aeolian sand content magnesium sulfate concentration porosity ettringite
1 北京邮电大学 电子工程学院
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
微腔孤子光频梳在相干光通信、光学频率合成、激光雷达、微波光子学和量子光学等领域有着广阔的应用前景，高效棱镜耦合是晶体微腔孤子光频梳集成应用及系统封装的必然技术途径。文章研制开发了一种耦合效率和有载Q值分别达到71.56%和1.8×109的氟化镁微腔-棱镜耦合系统，并且基于该高效棱镜耦合系统实现了氟化镁微腔孤子光频梳和15.99 GHz低相噪微波信号产生，拍频信号相位噪声水平约为-117 dBc/Hz@10 kHz，极大推动了低相噪微型光电振荡器的实际应用发展。
高效棱镜耦合 孤子光频梳 氟化镁晶体微腔 品质因子 相位噪声 efficient prism coupling soliton optical frequency comb magnesium fluoride microresonator quality factor phase noise
1 上海港湾工程质量检测有限公司, 上海 201315
2 中交上海港湾工程设计研究院有限公司, 上海 200032
3 上海交通大学土木工程系, 上海 200240
针对半水磷石膏硬化后力学性能低和耐水性能差等问题, 采用硫氧镁水泥对其改性, 研究了硫氧镁水泥掺量对半水磷石膏凝结时间、力学性能和耐水性能的影响, 从微观结构角度分析了硫氧镁水泥改性半水石膏的作用机理。结果表明, 掺入硫氧镁水泥显著延缓了半水磷石膏的终凝时间, 保证了半水磷石膏的施工操作时间。半水磷石膏溶解电离出的硫酸根离子参与硫氧镁水泥水化, 形成稳定的517相填充在二水石膏中, 大幅度提升了半水磷石膏的力学性能和耐水性能。
磷石膏 硫氧镁水泥 凝结时间 抗压强度 耐水性能 phosphogypsum magnesium oxysulfate cement setting time compressive strength water resistance
1 宁波大学机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
3 浙江省航空发动机极端制造技术研究重点实验室, 浙江 宁波 315201
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、机械加工性能好、生物相容性良好等优异性能, 成为潜在新一代可生物降解骨板材料, 但其耐腐蚀性能差, 限制其发展。使用激光冲击强化技术(LSP), 研究其对镁合金表面耐腐蚀性能的影响。采用激光功率密度为1.35 GW/cm2、2.99 GW/cm2和3.92 GW/cm2 进行冲击强化试验, 在3.5%(质量分数)NaCl溶液中, 通过电化学测量技术动电位扫描得到极化曲线, 并通过微观结构探究激光冲击强化对AZ31B镁合金耐腐蚀性能的影响机理。试验结果显示, 随着激光功率密度的提升, 样品的表面硬度也随之提高, 2.99 GW/cm2样品的表面硬度为81.2 HV, 相比原始样品提高了35.8%。XRD图谱显示, 与原始样品相比, 激光冲击处理后的样品衍射峰向高角度方向偏移, 衍射峰强度均降低, 半峰宽增加。2.99 GW/cm2样品的耐腐蚀性能最好, 腐蚀电位为-0.602 41 V, 腐蚀电流密度为1.021 5×10-4 A/cm2, 相比原始样品腐蚀电位提升了50.47%, 腐蚀电流密度降低了42.90%。
激光冲击强化 耐腐蚀性能 影响机理 镁合金 极化曲线 laser shock peening corrosion resistance influence mechanism magnesium alloy polarization curve
