1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
2 南昌工程学院土木工程与建筑学院，南昌 330099
3 武汉理工大学道路桥梁与结构工程重点实验室，武汉 430070
电石渣作为一种Ca(OH)2含量较高的工业副产品，可协同Na2CO3加速碱激发复合胶凝材料的水化过程。本文采用粉煤灰和矿粉作为复合胶凝材料的前驱体，探究不同电石渣(CCR)和Na2CO3质量比对复合胶凝材料的孔溶液pH值和力学性能影响。此外，通过水化热、X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜，探讨了CCR和Na2CO3协同激发作用对复合胶凝材料的水化过程和微观结构的影响。研究结果表明，随着CCR掺量的增加，复合胶凝材料的孔溶液pH值和力学性能均呈先增加后递减的趋势。当CCR和Na2CO3的掺量分别为6%和9%(质量分数)时，碱激发复合胶凝材料的3 d孔溶液pH值和28 d抗压强度分别达到最大值12.95和26.8 MPa。微观结构分析表明，在CCR和Na2CO3的协同激发作用下，碱激发复合材料能够生成更多的水化硅（铝）酸钙(C-(A)-S-H)凝胶，使得结构更加密实。
碳酸钠 电石渣 碱激发复合胶凝材料 水化过程 力学性能 微观结构 sodium carbonate calcium carbide residue alkali-activated composite cementitious material hydration process mechanical property microstructure
1 武汉理工大学资源与环境工程学院, 武汉 430070
2 武汉轻工大学化学与环境工程学院, 武汉 430023
为解决膨润土钠化过程中矿浆变黏的问题, 系统研究了碳酸钠用量、矿浆浓度以及分散剂对钠化效果及矿浆黏度的影响, 探讨了降低矿浆浓度和加分散剂的作用机理。结果表明: 当采用降低矿浆浓度的方法时, “卡房”结构明显减少, 矿浆变黏的问题得到改善, 但同时会增大矿浆量, 增加处理难度; 当采用添加分散剂焦磷酸钠的方法时, 磷酸根离子吸附在蒙脱石的正电性边缘, 可以增加蒙脱石之间的排斥力, 从而降低矿浆的黏度, 有利于提高钠化效果。当焦磷酸钠用量为0.5%（质量分数）、矿浆浓度为5%（质量分数）、碳酸钠用量为5%（质量分数）时可制得高品质的钠基膨润土, 与未钠化相比, 在该条件下钠化1.5 h, 得到的钠基膨润土胶质价由95 mL/15 g提高至975 mL/15 g, 膨胀指数由8 mL/2 g提高至25 mL/2 g。
钙基膨润土 钠化 碳酸钠 矿浆黏度 焦磷酸钠 calcium bentonite sodium modification sodium carbonate pulp viscosity sodium pyrophosphate
1 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
碳酸盐激发胶凝材料具有低环境影响、易操作、良好材料性能等特点, 但也存在抗压强度发展慢等问题, 限制其在实际工程中的应用。本研究以层状双氢氧化物(LDHs)为关键改性材料, 探究LDHs掺入后碳酸钠激发矿渣的早期性能, 结合等温量热法、XRD、TG-DTG、SEM和压汞仪(MIP)等材料表征测试方法, 系统分析LDHs对碳酸盐激发胶凝材料水化反应及产物的影响规律。研究结果发现, 随着LDHs掺量的增加, 碳酸钠激发矿渣早期水化反应速率显著提升。LDHs可作为纳米晶核位点促进水滑石和C-S-H凝胶生长, 加快碳酸盐激发胶凝材料早期主要水化产物的生成。水化早期试样孔隙结构得到改善, 其1 d抗压强度最高可达22 MPa。
碱激发 碳酸钠 矿渣 孔隙结构 早期性能 水化反应 LDHs LDHs alkali-activated sodium carbonate slag pore structure early property hydration reaction
1 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036
4 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室, 北京 100029
5 5. School of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol BS81RJ, United Kingdom
6 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621999
碳酸盐是碳在地球内部的重要载体之一, 其在地幔高温高压条件下的晶体化学是理解地球深部碳的赋存状态和循环过程的关键, 而结构稳定性和相变是晶体化学最基本的研究内容。 碳酸钠(Na2CO3)是一种常见的碱性碳酸盐矿物, 在产自地幔过渡带-下地幔的金刚石中已发现含钠的碳酸盐矿物包裹体, 这成为碳酸钠能够俯冲进入地幔深部的直接矿物学证据。 前人利用拉曼光谱技术研究了Na2CO3在常温常压下的晶格振动模式, 但其在高压下的稳定性和结构变化却鲜有报道。 利用金刚石压腔装置结合先进的共聚焦拉曼光谱技术, 以硅油作为传压介质, 在准静水压力条件下, 在0.001~27.53 GPa压力区间对Na2CO3粉末在600~1 200 cm-1波段的振动特征进行了细致地分析。 本次实验重点分析了[CO3]2-基团振动模式在升压和卸压过程中的行为。 结果表明, 在0.001~11.88 GPa压力范围内, [CO3]2-基团对称伸缩振动γ1(1 088.06和1 070.76 cm-1)、 反对称伸缩振动γ3(865.10和797.50 cm-1)和面内弯曲振动γ4(720.10和696.71 cm-1)都出现了振动峰的分裂。 随着压力增加, 所有振动峰都向高频率漂移, 半高宽也逐渐增加。 在13.40 GPa时, Na2CO3发生结构相变, 具体表现为690.08 cm-1处出现1条新的拉曼峰, 并且随着压力升高该峰的强度逐渐增大。 同时反对称伸缩振动峰γ3以及面内弯曲振动峰γ4的强度持续减弱, 半高宽也继续变大。 这些现象表明Na2CO3结构相变源于[CO3]2-内部晶格变化。 当压力卸载到4.18 GPa时, [CO3]2-的振动模式与常温常压下的完全吻合, 相变出现的新峰也已经消失, 表明该相变是由[CO3]2-基团畸变引起的并且具有可逆性。 继续升压至27.53 GPa, 拉曼光谱继续蓝移, Na2CO3的拉曼谱线再没有变化, 说明高压相在这一压强范围内保持稳定。 在整个加压过程中, 反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4处的拉曼峰出现强度减弱现象。 同时也计算了各个峰频率对压力的依赖系数dγ/dP, 结果显示[CO3]2-基团内各个振动模式对压力的响应是不同的, 这很可能与C—O键的键长有关。 最后, 对比发现, 对称伸缩振动γ1峰的强度比反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4峰的强度大, 并且[CO3]2-基团对称伸缩振动γ1受压力影响相对较小, 可以用来区别不同种类的碳酸盐矿物。
碳酸钠 拉曼散射 高压 相变 Sodium carbonate Raman scattering High pressure Phase transition 光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2087
采用衰减全反射红外光谱（ ATR-FTIR）技术，研究了碳酸钠的结构。实验发现：碳酸钠同时存在着 CO3不对称伸缩振动模式（νasCO3），CO3对称伸缩振动模式（νsCO3），CO3面外弯曲振动模式（rCO3）和 CO3面内弯曲振动模式（.CO3）等 4种红外吸收模式。采用二维相关红外光谱技术（2D-IR）进一步来研究温度变化对于碳酸钠结构的影响。
碳酸钠 衰减全反射红外光谱 二维相关红外光谱 sodium bicarbonate Fourier transform attenuated total reflection infr two-dimensional infrared spectroscopy
1 阜阳师范学院 化学化工学院, 安徽 阜阳 236037
2 安徽省环境污染物降解与监测省级重点实验室, 安徽 阜阳 236037
3 北京大学 化学与分子工程学院, 北京 100871
以无水碳酸钠作为碱和内核, 通过其与稀土铽离子及有机配体乙酰水杨酸(aspirin)反应得到了新型的铽配合物复合碳酸钠核壳荧光材料。荧光显微图像表明该复合荧光材料具有明亮的绿色荧光, 发射光谱显示有铽离子的特征发射峰。材料的激发光谱随着碳酸钠用量的改变而发生变化, 说明铽配合物在碳酸钠表面的结构并非是单一的, 会随着碳酸钠的用量而发生改变。复合材料的荧光强度随着碳酸钠用量的增多而呈现下降的趋势, 平均荧光寿命随着碳酸钠用量的增多呈现上升的趋势。
碳酸钠 铽配合物 荧光 荧光寿命 核壳结构 sodium carbonate terbium complexes fluorescence fluorescence lifetime core-shell structure
1 中国石油独山子石化公司乙烯厂安质环处,独山子,833600
2 中国石油独山子石化公司乙烯厂中心化验室,独山子,833600
目前GB/T4348.1-2000测定工业用氢氧化钠中氢氧化钠和碳酸钠含量时,采用的是化学滴定法,而随着分析技术的发展,用电位滴定法是必然趋势.能够采用电位滴定法代替化学滴定法的前提条件是电位滴定法的准确度和精密度均满足国标的要求.用瑞士Metrohm682电位滴定仪对大量样品进行测定,数据表明,电位滴定法的准确度和精密度可以满足国标的要求.
电位滴定法 化学滴定法 氢氧化钠 碳酸钠 精密度 准确度
