-15℃下Na+, K+, Mg2+// Cl-, SO4-2-H2O体系相平衡

采用等温溶解平衡法,研究了Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, SO₄^-2-H₂O, 五元水盐体系在-15℃下NaCl·2H₂O饱和时的相平衡关系,测定了溶解度和密度,并绘制出相应的相图。研究结果表明:该五元体系平衡相图中有3个四盐共饱点,7条单变量溶解度曲线及5个两盐结晶区,5个两盐结晶区分别对应于KCl+NaCl·2H₂O、Na₂SO₄·10H₂O+ NaCl·2H₂O、MgSO₄·7H₂O+NaCl·2H₂O、MgCl₂·8H₂O+NaCl·2H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O+ NaCl·2H₂O;所 得-15℃相图和25℃下相图相比,相图结构大为简化:K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、KCl·MgSO₄·3H₂O、Na₂SO₄·3K₂SO₄、Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、MgSO₄·(4～6)H₂O、K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O结晶区均消失,Na₂SO₄结晶区转变为Na₂SO₄·10H₂O且结晶区扩大,KCl、MgSO₄·7H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O结晶区缩小,MgCl₂·6H₂O结晶区转变为MgCl₂·8H₂O。在此基础上研究了不同组成的盐湖卤水在降温过程中的结晶规律,为低温盐田工艺的开发提供了理论依据。     

蔗糖在DMF-[BMIm]Cl溶剂中催化制备5-HMF

研究了在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-离子液体[BMIm]Cl混合溶剂中将蔗糖高效转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应。运用紫外-可见分光光度计对水解液中5-HMF进行定量分析并计算其收率。考察了CrCl₃·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、SnCl₄·5H₂O、FeCl₃、CoCl₂·6H₂O、ZnCl₂、CuCl₂·2H₂O、CaCl₂ 8种催化剂对反应的催化效果,结果表明AlCl₃·6H₂O催化效果最为明显。以AlCl₃·6H₂O为催化剂研究了不同反应条件如时间、温度、溶剂中DMF-[BMIm]Cl质量比、催化剂AlCl₃·6H₂O的用量对5-HMF收率的影响,得到的最佳条件为以0.5mmol蔗糖为反应物,0.4mmol AlCl₃·6H₂O为催化剂,反应时间2h,反应温度120℃,5g质量比为85:15的DMF-[BMIm]Cl混合溶剂,此条件下5-HMF收率最高可达63.4%。研究表明,DMF-[BMIm]Cl混合溶剂体系对蔗糖转化为5-HMF有一定的促进效果,在此溶剂体系中以AlCl₃·6H₂O为催化剂时可以得到较高的5-HMF产率。     

Al3+、Na+和Mg2+对二水硫酸钙结晶的影响

采用CaHPO₄·2H₂O-H₂SO₄-H₃PO₄-H₂O体系模拟湿法磷酸生产过程,以磷矿浆成分为依据,在单因素条件下分别研究Al³⁺、Na⁺和Mg²⁺对结晶和CaSO₄·2H₂O水洗速率的影响。研究发现：添加Al³⁺有利于CaSO₄·2H₂O晶体粒径增加;添加Na⁺使得0.9% Na₂O含量的Na⁺引起CaSO₄·2H₂O晶体团聚,有利于水洗;Mg²⁺增加溶液黏度,严重影响晶体生长和水洗速率。通过X射线衍射、扫描电子显微镜对CaSO₄·2H₂O进行表征,发现其晶体生长符合非完整光滑突变界面模型,杂质离子影响反应速率和晶面生长速度。     

十二水磷酸氢二钠纳米复合相变材料的过冷特性

研制了一种以十二水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·12H₂O）为主储能材料的中低温相变材料。通过添加成核剂纳米Al₂O₃、纳米TiO₂、纳米石墨粉、多壁碳纳米管和高分子分散剂聚丙烯酸钠（PAAS）对Na₂HPO₄·12H₂O改性。结果表明,多壁碳纳米管减少过冷度的同时会破坏Na₂HPO₄·12H₂O的相变特性,添加3%（质量分数）的纳米Al₂O₃可以减少40.7%的过冷度,添加4%的纳米TiO₂可以减少44.6%的过冷度,添加4%的纳米石墨粉可以减少62.3%的过冷度。对于添加3%纳米Al₂O₃的复合相变材料,PAAS浓度对过冷度无影响;对于4%纳米TiO₂的复合相变材料,添加4% PAAS过冷度最低为3.2℃,减少了76.1%;对于4%纳米石墨粉的复合相变材料,2% PAAS过冷度最低为1.2℃,减少了90.7%;纳米石墨粉/PAAS/Na₂HPO₄·12H₂O三元复合相变材料经过100次循环实验后,发现具有较好的热稳定性。     

无机相变材料CaCl2·6H2O的过冷特性

CaCl₂·6H₂O作为一种常见的常温无机水合盐相变材料,由于成本低、易获取、蓄热强而受到广泛的关注。按无水CaCl₂与H₂O的质量比为1.027：1制备了CaCl₂·6H₂O,经X射线衍射（XRD）表征其晶体结构;通过添加成核剂SrCl2·6H₂O和Ba（OH）₂对CaCl₂·6H₂O改性,发现两者的联合作用可抑制过冷,10次熔化-冷却循环平均过冷度1.07℃。采用差示扫描量热仪（DSC）测定CaCl₂·6H₂O添加成核剂前后相变潜热,发现潜热由223.54 J·g^-1降至160.41 J·g^-1;为了扩大CaCl₂·6H₂O相变温度的范围,通过添加质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%的MgCl₂·6H₂O,发现相变温度随MgCl₂·6H₂O质量分数的升高呈线性降低,但不宜超过20%;选取CaCl₂·6H₂O-20% MgCl₂·6H₂O二元共晶盐相变储热体系为改性目标,通过添加1% SrCl2·6H₂O和0.5% CMC,过冷度降至0.57℃,相变潜热为141.09 J·g^-1,低于单独组成盐CaCl₂·6H₂O的潜热223.54 J·g^-1和MgCl₂·6H₂O的潜热163.35 J·g^-1。研究表明,CaCl₂·6H₂O作为无机相变材料具有显著的应用价值。     

微波蚀刻法制备RGO-BiOCl/Bi2WO6异质结型催化剂及其催化性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,以Bi（NO₃）₃·5H₂O、KCl、Na₂WO₄为原料,采用微波蚀刻法在其基础上负载BiOCl/Bi₂WO₆。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积测定仪（BET）、紫外-可见漫反射（UV-Vis）及透射电镜（TEM）等对所制备的催化剂进行表征。以RhB作为目标降解物,考察其光催化性能。结果表明,当RGO：RGO-BiOCl（质量比）为2%、Bi₂WO₆：RGO-BiOCl/Bi₂WO₆（摩尔比）为50%,降解率可达94.6%,远高于纯BiOCl。     

四元体系LiCl-LiBO2-Li2SO4-H2O在298.15K时的相平衡

采用等温溶解平衡法开展了四元体系LiCl-LiBO₂-Li₂SO₄-H₂O在298.15 K时相平衡实验研究,测定体系溶解度和平衡溶液的折光率、密度、pH和电导率。根据实验数据,分别绘制该四元体系的干基图、水图以及相对应的物化性质-组成图。研究结果表明:在该四元体系298.15 K相图中,有2个无变度共饱点分别为相称共饱点(Li₂SO₄·H₂O + LiCl·H₂O + LiBO₂·2H₂O)和不相称共饱点(Li₂SO₄·H₂O + LiBO₂·2H₂O + LiBO₂·8H₂O)、5条溶解度曲线和4个单盐结晶相区(Li₂SO₄·H₂O、LiCl·H₂O、LiBO₂·8H₂O和LiBO₂·2H₂O),无复盐和固溶体产生,属于简单四元体系水合物Ⅱ型相图。实验研究中,发现2种偏硼酸锂水合矿物存在(LiBO₂·8H₂O和LiBO₂·2H₂O),LiCl对Li₂SO₄的盐析效应显著;四元体系平衡溶液物化性质随着溶液中氯化锂浓度的变化呈现规律性的变化。     

三元体系AlCl3+CaCl2+H2O，AlCl3+FeCl3+H2O和CaCl2+FeCl3+H2O在35℃时的相平衡

缺少含AlCl₃、CaCl₂和FeCl₃的溶液相平衡,使通过蒸发结晶从粉煤灰盐酸浸取液中制备纯净的AlCl₃·6H₂O变得比较困难。采用等温溶解法研究了三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O,AlCl₃+FeCl₃+H₂O和CaCl₂+FeCl₃+H₂O在35℃时的相平衡关系,测定了相应的溶解度及密度,并绘制了相应相图及密度-组成图。实验结果表明：三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O分别有两条溶解度曲线,两个单盐结晶区,无复盐和共溶体产生,同离子效应导致增加溶液中CaCl₂和FeCl₃浓度会有效降低AlCl₃的溶解度;CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系会形成复盐CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O;所得35℃相图与25℃相图相比,三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O中AlCl₃·6H₂O结晶区增大,CaCl₂·6H₂O结晶区转变成CaCl₂·4H₂O结晶区,CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系中CaCl₂·2FeCl₃·8H₂O结晶区转变为CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O结晶区。     

Box-Behnken响应面法优化La掺杂钨酸铋光催化剂的制备及降解染料废水

本文以五水合硝酸铋[Bi(NO₃)₃·5H₂O]、二水合钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)及水合硝酸镧[La(NO₃)₃·n H₂O],为主要原料,采用水热法制备La-Bi₂WO₆催化剂,光催化降解以甲基橙为模型反应的染料废水,通过可见分光光度计,对模型污染物的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、水热温度、水热时间等条件对La-Bi₂WO₆光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计并优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明：当镧掺杂量为5.5%,178.69℃下,时间为3.89 h时,制备的La掺杂钨酸铋光催化剂的催化效果最好。     

AlCl3·6H2O在盐酸体系中的结晶行为

研究了AlCl₃·6H₂O在盐酸体系中的结晶行为,考察了铁、钙、镁、钾、钠等杂质对AlCl₃·6H₂O结晶行为的影响,并利用聚焦光束反射测量技术（FBRM）和颗粒录影显微镜（PVM）探讨了不同盐酸滴加速度下AlCl₃·6H₂O的结晶粒度分布及形貌。结果表明,AlCl₃·6H₂O的结晶量随着盐酸加入量的增加而增加,当浓盐酸加入量为AlCl₃饱和溶液体积的2.25倍时,25℃时的结晶效率可达到80%。溶液中Fe的存在可促进AlCl₃·6H₂O的结晶,在1.5 mol·kg^-1的AlCl₃溶液中,当铝铁摩尔比低于3：1时,得到的AlCl₃·6H₂O晶体中铁的含量小于0.1%。钾、钙、镁、钠等杂质对AlCl₃·6H₂O的结晶影响不大。盐酸添加速度影响AlCl₃·6H₂O的形貌,快的盐酸添加速度易使晶体发生团聚,颗粒粒径小,盐酸添加速度较慢时,可得到颗粒较大、形貌好的单晶。     

298 K四元体系LiCl-MgCl2-CaCl2-H2O相平衡实验及溶解度计算

采用等温溶解平衡法测定了四元体系LiCl-MgCl₂-CaCl₂-H₂O在298 K下的溶解度,由此绘制了相应的相图和水含量图。实验结果表明,该体系在298 K时有三种复盐生成,无固溶体生成。其相图中含有五个共饱点,十一条单变量曲线以及七个平衡固相结晶区,分别为四个单盐结晶区（CaCl₂·6H₂O、CaCl₂·4H₂O、MgCl₂·6H₂O和LiCl·H₂O）以及三个复盐结晶区（LiCl·MgCl₂·7H₂O、LiCl·CaCl₂·5H₂O和2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O）。运用Pitzer模型,采用文献中报道的参数对该四元体系进行了298 K条件下的溶解度计算。对比发现,计算结果与实验数据基本吻合。     

Zn2+、Ca2+和Mn2+对丙酮丁醇发酵的协同影响

在丙酮丁醇发酵中共同添加0.001g/L ZnSO₄·7H₂O和4.0g/L CaCO₃时,丁醇及总溶剂产量达到14.41g/L和23.69g/L,发酵终点乙酸和丁酸浓度为2.33g/L和1.02g/L。当共同添加0.001g/L ZnSO₄·7H₂O、4.0g/L CaCO₃和0.8g/L MnSO₄·H₂O时,丁醇的比生成速率为0.48g/(g·h),相对于共同添加Zn²⁺和Ca²⁺条件下的丁醇比生成速率0.23g/(g·h)提高了108.69%,而发酵终点乙酸和丁酸浓度分别为1.99g/L和0.54g/L,同比分别降低了14.59%和47.06%。Zn²⁺、Ca²⁺和Mn²⁺ 3种金属离子对丙酮丁醇发酵具有正向协同调控作用。     

强化除磷BAF处理石化二级出水

为强化曝气生物滤池(BAF)的除磷效果,以石化二级出水为处理对象,研究了投加FeSO₄·7H₂O对BAF除磷性能的强化作用并对投量进行了优化,同时分析了FeSO₄·7H₂O投加对BAF除碳、脱氮和生物膜活性的影响。结果表明:投加少量FeSO₄·7H₂O(3~15 mg·L^-1)能有效强化BAF的除磷性能;BAF除磷的效果随FeSO₄·7H₂O投加量的增加而提高,但在投量高于9 mg·L^-1时增加趋势逐渐变缓,当FeSO₄·7H₂O的投加量为9 mg·L^-1时,TP的去除率达到57.0%以上,而同期平行运行的BAF除磷效率为7.1%。BAF中少量投加FeSO₄·7H₂O对COD的去除没有不良影响,COD的去除率比对比装置平均提高了5.4%左右,对相对分子质量较大的有机物去除明显。FeSO₄·7H₂O投加量低于12mg·L^-1时对 的去除没有不良影响,高于15 mg·L^-1时由于生物膜中微生物活性的下降 去除率有所降低。投加FeSO₄·7H₂O对TN的去除影响甚微。Fe²⁺的投加使得BAF中附着微生物的量有所降低,但在12 mg·L^-1以下时不会造成大的影响,FeSO₄·7H₂O投量在3~9 mg·L^-1时BAF中生物膜的脱氢酶活性和比好氧呼吸速率有所增加,可弥补生物量降低的影响,因此BAF的运行状况未受到影响。     

不同组合配位剂对化学镀镍−钨−磷合金的影响

以柠檬酸钠为主要配位剂,乳酸、甘氨酸、硫酸铵分别为辅助配位剂,在硬铝上二次浸锌后化学镀Ni-W-P合金。基础镀液和工艺条件为:NiSO₄·6H₂O 20 g/L,Na₂WO₄·2H₂O 20 g/L,NaH₂PO₂·H₂O 30 g/L,CH₃COONa·3H₂O 20 g/L,硫脲2 mg/L,pH 8.0,温度85℃,时间1 h。研究了不同配位剂组合对化学镀Ni-W-P合金沉积速率及镀层显微硬度和孔隙率的影响。结果表明,使用30 g/L柠檬酸钠+10 mL/L乳酸时,所得镀层的孔隙率最低,为0.63个/cm²;使用30 g/L柠檬酸钠+10 g/L甘氨酸时,镀层的显微硬度较单一使用柠檬酸钠时有所提高;使用30 g/L柠檬酸钠+25 g/L硫酸铵时,沉积速率最高,为14.69 mg/(cm²·h),镀层的显微硬度高达786.9 HV。     

对苯二甲酸钴催化制备苯乙酮的工艺研究

以对苯二甲酸(TPA)和四水乙酸钴[Co(OAc)₂·4H₂O]为原料，通过水相沉淀法制备对苯二甲酸钴(CoTP·2H₂O)催化剂。将该催化剂用于氧化乙苯制备苯乙酮的反应中，选择苯乙酮选择性和收率为考察指标，通过设计单因素的方法分别考察催化剂用量、反应温度、反应时间对催化氧化的影响并确定最佳的工艺条件。结果表明：CoTP·2H₂O催化剂用量为乙苯摩尔分数4%,反应温度为130℃,反应时间为32 h,此条件下的苯乙酮选择性和收率最优，分别为84%和75%。相对于传统配位催化剂，该CoTP·2H₂O催化剂成本较低，在催化乙苯氧化制备苯乙酮的反应中具备较高的稳定性、较好的催化效果并降低了生产成本，具有工业应用的前景。     

羧酸改性HKUST-1提高甲烷吸附容量

为提高吸附材料对甲烷的吸附容量,采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料HKUST-1,并进行了改性研究。HKUST-1的优化合成工艺条件为：原料摩尔比n（Cu（NO₃）₂·3H₂O）：n（H₃BTC）：n（DMF）：n（C₂H₅OH）：n（H₂O）=1.7：1：46：60：100,晶化温度为80℃,晶化时间24 h。合成HKUST-1在25℃、3.5 MPa下的甲烷吸附容量为11.9 mmol/g。乙酸改性HKUST-1可以提高甲烷吸附容量,当反应母液中V_HAc/V_solvent=5.8%时,合成HAc-HK-1（5.8%）的甲烷吸附容量达到12.6 mmol/g。分子模拟结果表明,加入乙酸可以调控HKUST-1晶体孔道结构,增大比表面积和孔容,提高甲烷吸附容量。     

硫代二甘酸二乙酯的合成工艺

以氯乙酸乙酯和硫化钠（Na₂S?3H₂O）为原料,通过亲核取代反应制备硫代二甘酸二乙酯。重点研究了溶剂体系、物料比、反应温度等反应条件对反应速率及产物收率的影响。在溶剂环己烷用量250 mL,硫化钠（Na₂S?3H₂O）与氯乙酸乙酯的摩尔比为0.75∶1,反应温度81 ℃,反应时间4 h的反应条件下,硫代二甘酸二乙酯的收率达81.3%,纯度在99%以上。溶剂环己烷回收率80%以上。     

碳酸氢钠调控五水碳酸镁的合成

在NaHCO₃调控作用下, 通过MgCl₂和Na₂CO₃反应结晶合成了五水碳酸镁(MgCO₃·5H₂O)。利用SEM、XRD和TG等技术, 结合反应结晶过程中镁离子浓度变化, 研究了工艺参数对结晶过程和产物影响。实验结果表明, 合成五水碳酸镁过程中极易生成MgCO₃·3H₂O副产物。纯MgCO₃·5H₂O制备工艺条件为:NaHCO₃加入量≥3.00 g·L^-1, 碳酸钠加料速率2～50 ml·min^-1, 合成温度0～5.0℃。所合成的五水碳酸镁呈棱柱状形貌, 晶体表面光滑, 尺寸20～160 μm。分析表明, 添加碳酸氢钠促进了结晶动力学, 同时 基团对三水碳酸镁晶体的形成具有位阻效应, 但有利于五水碳酸镁晶体形成, 产生晶型调控的协同效果。工艺参数的改变将使得结晶过程发生热力学和动力学控制的转换, 影响结晶产物的晶型晶貌。     

Betaine·HCl-6EG-nNiCl2·6H2O低共熔离子液体的黏度和电导率

在常压下303~353 K和303~348 K温度范围分别测定了低共熔溶剂盐酸甜菜碱-乙二醇(Betaine·HCl-6EG)中加入不同浓度NiCl₂·6H₂O形成的Betaine·HCl-6EG-nNiCl₂·6H₂O低共熔离子液体的黏度和电导率,研究了温度、NiCl₂·6H₂O浓度对其黏度、电导率的影响规律。结果表明,在所研究的温度和NiCl₂·6H₂O浓度范围内低共熔离子液体Betaine·HCl-6EG-nNiCl₂·6H₂O都具有较低的黏度和良好的导电性。随着温度的升高,黏度减小,电导率增大,温度对黏度的影响更显著;黏度、电导率与温度的关系均可以用Arrhenius经验公式描述,由此计算得到其黏滞活化能和电导活化能。随着NiCl₂·6H₂O浓度的增加,黏滞活化能和电导活化能均会增大;NiCl₂·6H₂O的加入使得离子液体形成尺寸较大的络合离子,导电离子的有效浓度降低、离子半径增大,导致其电导率减小、黏度增大。     

化学镀镍-钨-磷非晶态合金的研究

以电阻率为性能指标,采用正交试验对化学镀 Ni-W-P 的镀液配方进行优化,得到最优配方与工艺为:NiSO₄·6H₂O 15g/L,NaH₂PO₂·H₂O 25g/L,Na₂WO₄·2H₂O 10 g/L,Na₃C₆H₅O₇·2H₂O60 g/L,C₃H₆O₃5 mL/L,NH₄Cl 30g/L,pH = 9,温度 88℃,时间 2 h。采用扫描电镜、X 射线衍射仪、显微硬度计等研究了Ni-W-P 合金镀层的表面形貌、结构、显微硬度等性能。在最佳配方与工艺下,化学镀 Ni-W-P 的镀速为 6.9 μm/h,所得Ni-W-P 合金镀层的电阻率为 204.7 mΩ·cm,为典型的非晶态结构,表面均匀分布着大小不一、致密的胞状结构,镀层与基体之间结合力牢固,显微硬度高于 Ni-P 镀层,耐磨性和耐蚀性均优于 Ni-P 镀层。