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第一篇环境材料论文范文参考：水泥-混凝土体系环境影响评价及其应用研究
本文运用生命周期评价方法对环境材料的概念及其研究内容进行了系统的研究.探讨了环境材料的功能性、经济性和环境协调性三者之间的相互关系.提出在实际应用中环境材料的主要判据,重点研究了水泥与混凝土材料的环境协调性评价.
本文首次建立了水泥混凝土系统的环境协调性评价体系.对水泥混凝土系统环境评价的边界条件、系统内涵和外延、指标化方法等进行了系统的研究.结果表明：水泥生产和使用的主要环境污染来源于电力生产及水泥制造阶段,主要影响方面为能源消耗及温室效应.水泥环境性能改善的关键在于提高能效、减少碳酸质原料用量及改进工业燃烧技术.单纯减少水泥生产阶段煤耗而大大提高电耗并不能从根本上改善水泥的环境性能,而是将污染从水泥制造阶段向电力生产阶段转嫁.水泥煅烧过程的环境污染主要集中在EDP、GWP、POCP等三个指标.改进水泥的煅烧工艺,可以改善其环境性能. 本文首次提出了可完全循环利用的混凝土配合比设计,即：“类水泥生料组分设计”的思想和方法.并通过一系列实验对实现水泥-混凝土完全循环的可行性、循环产品的性能以及环境影响进行了系统研究.结果表明：减少混凝土的水泥用量,减少水泥原料中石灰石的耗量,提高混凝土回收集料的用量是改善水泥-混凝土环境性能的三条主要途径.矿渣细粉对混凝土环境性能改善最为明显.采用高钙硅比的废弃混凝土作为水泥原料,可以煅烧出性能完全相同的水泥而环境性能大大改善.可完全循环利用混凝土各项环境指标明显优于普通混凝土. 可完全循环利用混凝土是建立在工业生态学原理上的设计概念.基于材料功能性和环境协调性整体优化的设计思想,改变了粗放式的资源利用和废弃方式,在进行混凝土的原始组成设计时就预先设计其废弃后的循环利用性能,使混凝土的废弃过程变成水泥原料的再生过程,是生态哲学和系统论的基本观点在水泥混凝土工业的具体实践.所得结论对系统评价和全面改善水泥混凝土体系的环境影响具有一定的理论和现实意义.第二篇环境材料论文样文：基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究
本论文针对目前膨润土资源开发利用存在的技术落后、资源利用率低、环境污染严重、产业链短、产品性能落后、工艺能耗高等问题,以生态设计思想为指导,按照不同的膨润土原矿特点,研究开发资源利用率高、能源消耗少、对环境友好、产品性能优良的膨润土深加工清洁生产工艺.通过上述工艺得到使用性能优良、环境协调性好、附加值高的新型蒙脱土生态环境材料,并评价所制得的材料性能以及其在费托合成催化过程的应用.本文的研究内容主要包括三部分：(1)不含方英石膨润土深加工工艺研究；(2)富含方英石膨润土深加工工艺研究；(3)有机蒙脱土在费托合成中的应用研究.
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主要工作如下：
(1)针对于不含方英石的膨润土综合利用难题,采用提纯和改型同步进行的湿法钠化工艺制备高纯蒙脱土,通过对湿法改型工艺中的反应条件对产品质量的影响以及它们之间的关系的研究,确定出最佳的单元操作条件,最终得到蒙脱石含量高达95.6%的高纯钠基蒙脱土.进而,针对其湿法提纯工艺中“脱水难”的问题,在考虑膨润土的物理化学性质的基础上,依据结构以及性质的不同,选择了五种天然有机高分子絮凝剂羧*淀粉钠、羧化壳聚糖、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶,利用分光光度法考察了不同絮凝剂对高纯钠基膨润土矿浆的絮凝性质,并依据其絮凝性质的差别探讨了五种絮凝剂絮凝膨润土的絮凝机理.以膨润土湿法提纯后得到的钠基膨润土浆液为原料,以氧化钙和氯化钙为胶化剂制备了钠基膨润土无机凝胶.比较了胶化剂类型、用量、时间、转速等条件对凝胶性能的影响,并依据其凝胶性能的差别探讨了钠基膨润土无机凝胶的胶化机理.以钙基膨润土原矿为起点,制备出吸水快、吸水量大、白度高、强度高的膨润土猫砂.
(2)针对富含方英石膨润土的提纯难题,研究使用碱法提纯方案有效地实现了富含方英石膨润土矿产资源的经济、高效、可持续利用.所制备的高纯蒙脱土其蒙脱石含量高达97%.为了尽可能提高资源的利用率及实现废弃物的资源化利用,研究以上述富含方英石膨润土碱法提取液为原料使用沉淀法制备白炭黑及纳米二氧化硅.考察不同沉淀剂的沉淀效果,研究反应温度、pH值、浓度、反应时间对白炭黑产品性能及产率的影响.研究不同表面活性剂对所得纳米二氧化硅的粒径的影响,确定了富含方英石膨润土碱法提取液的最佳沉淀方法及条件.该工艺不仅实现了富含方英石膨润土碱法提取废液的回收利用,而且实现了资源循环利用,提高了生产效益,又没有对环境造成污染,体现了绿色工艺的思想.
(3)使用有机修饰剂改性后的蒙脱土作为新型载体用于费托合成研究,得益于优良的热稳定性、独特的气体阻隔性和温度开关的性质.有机修饰剂作为催化剂活性组分的有机保护层可以简单有效地实现催化剂反应状态的原位隔离和保护,从而被成功应用于对钴基费托合成反应过程的详细研究.就像将古代生物原始状态保存完好的的琥珀一样,聚合物链在原位固化隔离和保护了实际催化剂的结构,以确保离位分析的催化剂状态充分代表了真实催化剂的工作状态.使得费托合成研究中仍然存在争议的一些关键问题得以解决,如还原过程中的钴纳米粒子的相变和团聚、费托反应中活性相态的变化、费托催化剂结构与性能的关系等得以阐明.通过设计不同的有机改性剂,我们可以通过传统的离位表征技术表征各种催化反应的催化剂在真实反应条件下的纳米结构,为将来其它催化体系的研究开辟了一条新途径.
第三篇环境材料论文范文模板：纳米磷酸钙、硅酸钙及其复合生物与环境材料的制备和性能研究
本论文在制备磷酸钙(β-Ca_3(PO_4)_2,β-TCP,Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAp)纳米粉体、水合硅酸钙(Ca_5Si_6O_(16)(OH)_2·,4H_2O,Tobermorite,Ca_6Si_6O_(17)(OH)_2,Xonotlite)纳米线、硅酸钙(CaSiO_3,CS)超细粉体和纳米线、β-TCP/CS和HAp/CS纳米复合粉体的基础上,研究了水合硅酸钙Tobermorite纳米线的体外生物活性和降解性,研究了磷酸钙和硅酸钙纳米粉体的烧结性能和烧结体的相关性能,研究了β-TCP/CS和HAp/CS纳米复合生物陶瓷的制备及复合比例对材料的力学性能、生物活性和降解性的影响规律,探索了高强度大孔β-TCP和CS陶瓷支架材料的制备技术、具有天然松质骨结构的β-TCP和CS陶瓷支架材料的制备技术,并研究了多孔支架材料的生物相容性、生物活性、降解性和骨修复性能,最后还探索了HAp对水溶液中酚类化合物吸附性能.具体研究内容和结果如下:
1、(1)应用化学沉淀法、水热微乳液法、超声化学法和水热均相沉淀法,并通过控制工艺条件可以制备得到不同形貌、结晶度、颗粒尺寸和比表面积的HAp纳米粉体,(2)采用化学沉淀法可以规模化制备得到颗粒尺寸约80～100nm的β-TCP纳米粉体,(3)采用水热微乳液法制备得到分散性良好的、颗粒细小且晶粒尺寸分布窄的Tobermorite纳米线,纳米线的直径约30～50nm,长度最高达10多微米,(4)采用简单的水热处理法制备了分散性良好的Xonotlite纳米线,粉体直径约10～30nm、长度可以达10多微米,Xonotlite纳米线于800℃煅烧2h获得CS纳米线,粉体的形貌和尺寸基本保持不变,(5)采用两步化学沉淀法制备得到复合比例可控的、分散性良好的β-TCP/CS和HAp/CS纳米复合粉体,粉体颗粒尺寸分别为20～80nm和10～30nm.
2、研究了Tobermorite纳米线的体外生物活性和降解性.研究表明Tobermorite纳米线在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)中具有良好的生物活性(诱导沉积类骨HAp的能力)和降解性.在SBF中浸泡3d,表面即完全被类骨HAp覆盖,14d的降解率达24.5wt.%.Tobermorite纳米线降解后溶液介质的pH明显升高,该性能使其可被应用于中和聚酯类生物高分子的酸性降解产物,以避免这类传统高分子材料因降解产生的酸性产物而引发的无菌性炎症反应.研究结果显示Tobermorite纳米线有望作为良好的可降解生物活性增强体应用于制备生物活性复合材料.
3、以纳米粉体为原料,采用干压、冷等静压成型技术,通过控制烧结工艺制备了磷酸钙和硅酸钙生物陶瓷材料.研究表明纳米粉体具有良好的烧结活性,并可以制备得到晶粒细小的、高致密度的烧结体,从而获得力学性能良好的磷酸钙和硅酸钙生物陶瓷材料:(1)采用常规无压烧结工艺制备了高强度的β-TCP生物陶瓷,其抗弯强度高达200MPa,是微米粉体烧结体的2倍,且明显高于文献报道的结果.(2)采用放电等离子体烧结工艺(Spark PlasmaSintering,SPS)制备得到透明β-TCP生物陶瓷,平均晶粒尺寸约250 nm,具有良好的透光性能、最大透光率约52%(1mm厚).细胞相容性研究结果表明,透明β-TCP生物陶瓷对骨髓间质干细胞的增殖作用明显高于常规的通用聚乙烯培养板,可望作为新型的细胞培养载体材料和医学窗口材料.(3)常压下,采用简单的两步烧结工艺(Two-step Sintering Method,T*)制备得到平均晶粒尺寸为193nm的致密HAp纳米生物陶瓷材料,其晶粒尺寸明显低于传统的无压烧结工艺(高达765nm),T*制备得到的HAp纳米生物陶瓷材料的韧性达1.18MPa·,m~(1/2),较无压烧结工艺提高了约60%.(4)采用CS纳米线于1100℃无压烧结3h可以获得抗弯强度约146MPa、与人体皮质骨强度的上限值相当,其强度较CS超细粉体烧结体提高了约53%,而弹性模量也与人体致密骨相当.研究结果表明采用纳米线有望获得力学强度较好的CS生物陶瓷材料.(5)CS生物陶瓷具有良好的生物活性、降解性和细胞相容性,在SBF中浸泡1d后即可在表面沉积一层类骨HAp层,表明材料具有良好的生物活性,在Tris-HCl缓冲液浸泡28d的降解率达27.85%、远高于β-TCP的降解率(仅2.51%),骨髓间质干细胞的贴壁和增殖实验表明CS陶瓷具有良好的生物相容性.研究结果表明CS生物陶瓷材料有望作为新型的可降解生物活性骨修复材料.
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4、以纳米复合粉体为原料,采用干压、冷等静压成型技术,并采用无压烧结工艺制备了β-TCP/CS纳米复合生物陶瓷材料.研究表明复合生物陶瓷的力学性能、生物活性和降解性可以通过复合比例加以有效调控.当β-TCP的复合比例高于50wt.%时,即可制备得到力学强度与人体皮质骨相当的复合生物陶瓷材料,且强度随β-TCP复合比例的提高明显升高,而当CS的复合比例超过30wt.%时,材料即显示优越的生物活性,在SBF中浸泡1d即完全被类骨HAp层覆盖,且复合陶瓷的生物活性和降解性随CS组分的含量增加而提高.
5、以纳米复合粉体为原料,采用干压、冷等静压成型技术,并采用无压烧结工艺制备了CS/HAp纳米复合生物陶瓷材料.研究表明复合生物陶瓷的力学性能、生物活性和降解性可以通过复合比例加以有效调控.通过调节复合比例,CS/HAp复合陶瓷的抗弯强度可以控制在98.06～221.30MPa,当CS复合比例高于50wt.%时,材料的强度显著高于人体皮质骨,而弹性模量与人体致密骨相当.复合陶瓷的生物活性和降解性随CS组分含量的提高而增强.
6、采用添加造孔剂法、注浆成型工艺和泡沫浸渍工艺制备了多孔β-TCP和CS生物陶瓷支架材料.实验表明采用添加造孔剂法和注浆成型工艺制备得到的材料力学强度较好,采用注浆成型工艺和泡沫浸渍工艺可以获得孔连通性良好的多孔陶瓷支架材料,而采用泡沫浸渍工艺还可以获得与天然松质骨结构相类似的多孔陶瓷支架材料.同时,采用纳米粉体可以制备得到力学强度良好的β-TCP多孔陶瓷支架材料.SBF浸泡实验表明,CS支架在SBF中浸泡1d表面就全部被类骨HAp层覆盖住,同时支架材料具有良好的降解性,气孔率为63.1%的支架材料7d的降解率达7.14%.研究结果表明多孔CS生物陶瓷支架材料有望作为新型的可降解生物活性骨修复材料和骨组织工程支架材料.
7、研究了多孔β-CS和CS生物陶瓷支架材料的非骨性环境下的生物学行为、以及兔子颅骨的缺损修复性能.研究表明,多孔CS生物陶瓷在早期血管化、新生组织长入、材料降解性和骨修复能力等方面均较传统的β-TCP生物陶瓷具有明显优势.动物植入实验还表明细胞调节作用参与了CS材料的体内降解过程,SEM和EDS分析结果表明新生骨生成于CS材料诱导沉积的类骨HAp层表面,而不是直接作用于CS材料表面,表明生成的类骨HAp层对新骨的生成、以及材料同骨组织的键合作用起关键作用.动物植入试验研究结果表明,多孔CS陶瓷材料有望作为可降解生物活性材料应用于硬组织修复和骨组织工程材料领域.
8、以HAp纳米粉体为吸附剂,研究了HAp纳米粉体对水溶液中酚类物质的吸附分离性能.探讨了吸附时间、pH值、苯酚初始浓度、吸附剂浓度、吸附温度和吸附剂煅烧温度对苯酚吸附效果的影响规律,研究了取代基对吸附效果的影响规律,以及吸附动力学、吸附等温线方程和吸附热力学.研究结果表明HAp材料可以较好地吸附去除溶液中的酚类化合物,有望作为一种新型的、生物相容性和环境友好的酚类污染物吸附分离试剂,具有良好的应用前景.
以上研究结果显示,采用纳米粉体可以制备得到力学性能良好的磷酸钙、硅酸钙及其复合生物陶瓷材料,通过改变磷酸钙和硅酸钙的复合比例,可以对磷酸钙/硅酸钙纳米复合陶瓷材料的力学性能、生物活性和降解性进行调节,多孔硅酸钙生物陶瓷材料具有良好的力学性能、生物相容性、生物活性、体内降解性和骨修复性能,有望用于硬组织修复和骨组织工程用支架领域,纳米HAp粉体对酚类物质具有良好的吸附分离性能,有望作为一种新型的、生物相容性和环境友好的酚类污染物吸附分离试剂,并具有良好的应用前景.
第四篇环境材料论文范例：脱硫石膏与腐植酸改良滨海盐碱土的效应及机理研究
针对黄河三角洲滨海盐碱土所具有的盐碱化程度高、单盐毒害突出等特点,选取来源广且价格低的脱硫石膏和腐植酸作为改良剂,通过单施与配施组合处理开展土壤改良的吸附、淋溶、盆栽及田间试验,分析土壤、淋滤液及植物生长相关指标,探究脱硫石膏与腐植酸对滨海盐碱土的改良效应及机理,为两种环境材料在滨海盐碱化土壤上的应用提供理论依据.试验结果表明,以CaSO_4为主要成分的脱硫石膏中的Ca~(2+)可以与土壤胶体吸附的Na+发生代换反应,调节土壤离子平衡；而腐植酸对土壤离子代换反应和缓冲土壤酸碱度有显著的促进作用；通过研究四种不同盐碱化程度的土壤添加环境材料后的淋溶特性,证明脱硫石膏与腐植酸配施处理对滨海盐碱土的改良效应最显著,尤其是对中高盐碱化土壤；盆栽和田间试验证明,施用脱硫石膏和腐植酸能够显著改善土壤理化性能,调节土壤中的离子平衡,减少单盐毒害和生理干旱,对植物生长有一定促进作用.综合分析认为,在黄河三角洲滨海盐碱土壤改良中,在保证灌溉量的基础上,采用脱硫石膏与腐植酸配施可达到很好的盐碱地改良效果.
第五篇环境材料论文范文格式：用硅酸铝质耐火材料废料制备氧化铝基陶瓷的技术及机理研究
生态环境材料是指同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性或者能够改善环境的材料.耐火材料废料低的回收利用率给环境保护带来了极大的压力；我国对Al_2O_3瓷球的需求量巨大,但Al_2O_3原料涨价使高铝瓷球的生产利润很低,很多厂家被迫停产或倒闭,急需实现高铝瓷球低成本高档化,以满足市场需求.
本论文主旨是探索研究用硅酸铝质耐火材料废料制备性能优良的工业陶瓷的可行性.以瓷球作为研究的切入点,以耐火材料废料为主要原料,天然矿物为助熔剂,通过合理设计晶界相的组成,成功地制备了一系列性能优异的、Al_2O_3含量从45％至85％的氧化铝基瓷球,并详细研究了各工序的物化过程及规律及其与制成产品的性能、结构及特征的关系.
对制备工艺及助熔剂对陶瓷的烧成及性能影响的研究结果表明,在瓷球组分构成的CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2、MgO-Al_2O_3-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2三个体系中,CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系瓷球的烧成温度最低,烧成温度范围最宽；CaO-Al_2O_3-SiO_2系瓷球的耐磨性最好,CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系陶瓷的耐磨性次之,而MgO-Al_2O_3-SiO_2系瓷球的耐磨性最差；在CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2和CaO-BaO-Al_2O_3-SiO_2两个体系制备瓷球的主晶相均为莫来石,次为刚玉和钙长石,但CaO-BaO-Al_2O_3-SiO_2系瓷球的烧成温度低、玻璃相的含量和密度高、结构较致密、耐磨性好；延长废料的球磨时间,废料的粒度减小,所制备瓷球的烧成温度降低、密度和耐磨性提高、晶粒尺寸和气孔率降低,瓷球在磨损过程中穿晶断裂的比例增加；延长干坯料的存放时间,坯料的性质趋于均匀化,所制备瓷球的耐磨性提高；增加坯体的成型压力可降低瓷球的烧成温度、拓宽烧成温度范围并提高耐磨性,
研究了陶瓷的组成、结构与其性能的关系,首次发现Al_2O_3含量低于60％的陶瓷具有高的耐磨性且其耐磨性随着Al_2O_3含量的降低、堇青石含量的增加而增加的规律；陶瓷的主晶相与所用耐火材料废料的主晶相相同,且主晶相的含量随着Al_2O_3含量的增加而增加；获得用耐火材料废料制备陶瓷的烧结反应机理：大颗粒起到骨架作用,小颗粒在烧结过程中的熔解、结晶完成烧结；发现粗晶粒陶瓷可具有高的耐磨性；提出在瓷球磨损表面形成晶体破坏层,并从证实了瓷球的穿晶断裂磨损机理；当氧化铝含量大于60％时,陶瓷的密度和耐磨性均随着氧化铝含量的增加而提高；陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和耐磨性随着晶粒粒径、气孔率和气孔直径的减小而增加；Fe_2O_3含量增加,陶瓷的烧成温度降低,密度和耐磨性提高,但陶瓷的颜色也随着Fe_2O_3含量的增加而加深；TiO_2、CaO、K_2O和Na_2O的含量增加也使陶瓷的颜色加深.
揭示了瓷球的磨损率既正比于瓷球的作用压力又正比于瓷球间的接触点数的规律；通过理论推导和试验验证,建立了瓷球磨损率与其大小之间的关系模型：w等于ar~(-1／3)／t+b,该模型较现有模型简明、合理,而且瓷球的性能越高,模型的预测结果越准确,证实了陶瓷的性能越高,其优异性能的重现性越好、可靠性越高.
利用创新的自分散技术,探索了用半湿化学法制备陶瓷的可行性,并获得若干有价值的结果.采用半湿化学法制备,可降低瓷球的烧成温度,提高其耐磨性；随着纳米AlOOH粉加入量的增加(当加入量低于3.5％时),瓷球的烧成温度降低,密度和耐磨性提高；次晶相在晶界的均匀分布使晶界结合牢固,有利瓷球实现穿晶断裂.
在相同条件下测试时,制备的含75％Al_2O_3瓷球的磨损率为0.0188％,含85％Al_2O_3瓷球的磨损率为0.0124％,而建材行业用国际最高水平95瓷球的磨损率为0.0523％／h.不仅如此,本研究获得的瓷球还有极优的性价比和原料的优势和广泛性.
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