论文投稿_医学论文投稿_核心期刊,职称论文投稿发表_论文部落

　　摘要：本研究以硅藻土为原料，添加适当添加剂，利用水热固化技术，在低温（≤200℃）下合成了具有一定强度的含有托勃莫来石成分的多孔调湿材料。并研究了水热反应温度和水热处理时间对材料固化强度及其调湿性能的影响，还有对材料孔结构的影响。

　　关键词：硅藻土;水热固化技术;托勃莫来石;调湿材料;孔结构

　　1概述

　　随着我国经济的发展，人们的生活水平得到了很大提升，于是大家开始追求生活的质量。室内环境的舒适一直是人们追求的热点，与之对应的室内空气湿度调节问题也成为了人们关注的重点。“调湿材料”作为一种依靠自身的吸放湿性能调控湿度变化的材料[1]，自上世纪80年代被提出以来，已经在博物馆、图书馆、美术馆等百项大型工程建筑中得到了应用。硅藻土是一种由古代硅藻遗骸组成多孔无机矿物，它具有很强的吸附性能，已经被作为调湿材料被广泛研究。又因为其储量巨大，分布广泛，在中国探明储量的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨[2]，所以具有很好的实际应用前景。孙伟等[3]通过擦洗、酸浸、碱溶和无机盐修饰等方法提高了硅藻土的吸湿性能;周仕林等[4]通过溶液合成法制备了硅藻土-聚丙烯酰胺系高吸水性复合材料，得到吸水量很高的材料。但是由于硅藻土原土是以粉末状存在，这限制了硅藻土的实际应用。因此非常需要寻求一种将硅藻土粉末固化成高强度块体材料的手段。水热低温固化技术能在很低的温度下（≤200℃）将海泡石、煅烧黄土等无机物固化制备成高强度建筑材料[5，6]，并且该技术在保留原料原有的结构之外，还能生成水化硅酸钙凝胶、托勃莫来石（Tobermorite）等矿物成分。Tobermorite的产生在提高样品强度的同时还能够提高材料比表面积，对提高材料的调湿性能起到很大作用。本研究以吉林硅藻土为原料，添加适量Ca（OH）2，利用水热固化技术在较低温度（≤200℃）下，合成具有一定强度的具有Tobermorite结构调湿材料，研究了水热反应温度和水热处理时间对材料固化的影响，并比较了样品的调湿性能，找到最优的固化条件。

　　2实验部分

　　2.1实验材料

　　实验所用硅藻土为200目吉林产硅藻土原土，添加的物质为上海国药集团产分析纯氢氧化钙。用X射线荧光光谱法（XRF，SRS3400，Bruker）测得吉林硅藻土原土化学成分如表1所示，SiO2含量占到总成分的88%，为其主要成分。原土的XRD图如图1所示，它在18°-28°（2θ）之间的峰是吉林硅藻土的特征峰。

　　表1吉林硅藻土原土的化学组成

　　图1硅藻土原土XRD

　　2.2样品制备与表征

　　Richardson[7]的研究表明生成Tobermorite最佳的Ca/Si在0.83左右，所以实验添加合适的Ca（OH）2使混合物Ca/Si在0.83左右，然后加入20%去离子水混合均匀，以30MPa的压力压制成型。脱模后放入水热反应釜，在不同温度下水热处理1～24h，得到所需样品，将固化后的样品在80℃下干燥24h，然后采用三点弯曲测试法测量样品的抗折强度（XQ-106A型万能材料试验机）。对样品进行X射线衍射测试（RigakuUltimaIVX射线衍射仪），用场发射环境扫描电镜（FEIQuanta200FEG）观察样品微观形貌。

　　2.3调湿性能测试

　　实验采用采用湿度应答法[8]进行样品的吸放湿性能测试，实验设备如图2所示，具体操作是：用锡箔纸将水热处理后的样品下表面及侧面完全包裹，仅留出上表面作为水蒸气吸放测试面，将样品放入密闭箱内，先在舱内湿度75%温度25℃情况下吸湿24h，然后在舱内湿度33%温度25℃情况下放湿24h，通过天平测得样品质量变化表示样品的吸放湿性能。