K2SiO3对钠铝硅系化学钢化玻璃性能的影响

使用离子交换法制备钠铝硅系玻璃,主要研究在经过不同K_2SiO_3含量的离子交换后的玻璃在性能上的区别。本文测试了K~+、Na~+的分布情况,表面应力及应力层深度,弯曲强度,弹性模量,并计算出K~+、Na~+的离子扩散系数和K~+、Na~+的扩散活化能。结果表明:经过离子交换后,玻璃的弯曲强度和Weibull模量等性能均得到显著提高。在380℃,经过12 h的离子交换,在K_2SiO_3含量(质量分数)为2%时,K~+扩散系数为0.8411×10~(-15) m~2/s,K~+扩散活化能为140.398 0 kJ/mol;Na~+扩散系数为5.385 7×10~(-15) m ~2/s,Na~+扩散活化能为130.322 5 kJ/mol,有利于K~+、Na~+的扩散。总体上,Na~+的扩散系数远大于K~+的扩散系数,Na~+的扩散活化能小于K~+的扩散活化能。     

K~+和Na~+在C_3S-纳米SiO_2浆体上的吸附和脱附特性

采用分析纯试剂合成的C_3S和纳米SiO_2水化制备浆体,利用ζ-电位仪、X-射线衍射仪和N2-吸附脱附表征浆体的电性能、物相组成和比表面积,研究了用去离子水拌合的浆体对K~+和Na~+的吸附与脱附性能和用碱溶液拌合的浆体持留K~+和Na~+的能力。结果表明:在碱溶液中,采用去离子水拌合的C_3S-纳米SiO_2浆体粉末吸附K~+和Na~+的量随碱溶液浓度的升高而增大;采用碱溶液拌合的浆体粉末经去离子水充分洗涤后,浆体中仍残留部分K~+和Na~+。纳米SiO_2掺量越大,浆体对K~+和Na~+的吸附能力越大。采用去离子水拌合的C_3S-纳米SiO_2浆体粉末对K~+和Na~+的吸附主要是物理吸附。浆体对K~+和Na~+的吸附无明显选择性。     

甲基二乙醇胺-乙二醇-水混合溶剂中CO_2和H_2S的溶解度

采用自吸式搅拌鼓泡反应釜,系统测定了CO2和H2S在甲基二乙醇胺(MDEA)与乙二醇(EG)混合溶剂中的溶解度。研究表明,与MDEA质量分率30%的水溶液相比,CO2在非水MDEA混合溶剂中的溶解度下降幅度较大;而H2S在非水MDEA混合溶剂中的溶解度仅略有降低。在MDEA浓度一定的情况下,CO2和H2S的溶解度均随着混合溶剂中水含量的增加而升高,其中水含量变化对CO2溶解度的影响尤为显著。采用改进的Kent-Eisenberg简化模型,将气液平衡体系的非理想性归集于表观平衡常数K1和K2中。通过单一H2S-MDEA或CO2-MDEA体系的溶解度实验数据,由最小二乘法数据回归得出表观平衡常数K1和K2表达式,由模型计算得到的CO2和H2S酸气平衡分压平均偏差分别为4.59%和6.19%,与实验值符合较好。     

258.15K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了258.15 K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O及其子体系Na~+,K~+//Cl~-,NO_3~-―H_2O的相平衡关系。测定了两个体系各盐的溶解度及溶液密度(冰相区除外),并绘制相图。研究结果表明:在258.15 K,氯化钠饱和时,该五元体系平衡干盐相图由四个两盐结晶区、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个两盐结晶区分别对应于Na Cl×2H_2O+Na NO_3,Na Cl×2H_2O+KNO_3,Na Cl×2H_2O+KCl,Na Cl×2H_2O+Na_2SO_4×10H_2O;与该体系298.15 K下的相图相比,K_3Na(SO_4)2和Na NO_3×Na_2SO_4×H_2O结晶区消失,Na_2SO_4×10H_2O结晶区扩大,相图大为简化;在258.15 K时,上述四元体系的平衡干盐相图由四个单盐结晶区(除冰区外)、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个单盐结晶区分别对应于Na NO_3、Na Cl×2H_2O、KNO_3和KCl;与该体系在298.15 K下的相图相比,硝酸钾结晶区扩大很多。     

碳酸锂在碳酸钠溶液中的溶解度与热力学

采用等温溶解平衡法开展碳酸锂在碳酸钠溶液中(278.15～358.15 K)的溶解平衡实验研究,测定平衡体系碳酸锂溶解度和平衡溶液密度,利用E-DH方程对碳酸锂溶解度实验数据进行关联,标准偏差小于0.01;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于2×10-3。实验和计算研究结果表明:在同离子和盐效应协同影响下,碳酸锂在Na2CO3-H2O体系中溶解度随碳酸钠浓度增加先降低后降低趋势变缓,在278.15～358.15 K温度范围内,溶解度转变折点为碳酸钠浓度约为0.1 mol·kg~(-1);通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在碳酸钠中的溶解焓变(ΔHd)、熵变(ΔSd)和Gibbs自由能变(ΔGd),结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着碳酸钠浓度增加而增加,Gibbs自由能变在0.6 mol·kg~(-1)出现最大值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。     

碳酸锂在碳酸钠溶液中的溶解度与热力学

采用等温溶解平衡法开展碳酸锂在碳酸钠溶液中(278.15～358.15 K)的溶解平衡实验研究,测定平衡体系碳酸锂溶解度和平衡溶液密度,利用E-DH方程对碳酸锂溶解度实验数据进行关联,标准偏差小于0.01;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于2×10^-3。实验和计算研究结果表明：在同离子和盐效应协同影响下,碳酸锂在Na₂CO₃-H₂O体系中溶解度随碳酸钠浓度增加先降低后降低趋势变缓,在278.15～358.15 K温度范围内,溶解度转变折点为碳酸钠浓度约为0.1 mol·kg^-1;通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在碳酸钠中的溶解焓变(ΔH_d)、熵变(ΔS_d)和Gibbs自由能变(ΔG_d),结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着碳酸钠浓度增加而增加,Gibbs自由能变在0.6 mol·kg^-1出现最大值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。     

高压下多元系中氨的溶解度测定及研究

本文提供了一个计算高压下氨、水有关体系汽液平衡的新方法:用浓氨水范围NH_3-H_2O二元系汽液平衡实验数据,求得氨及水的活度系数模型来表征液相的非理想性;用极性修正的SIRK状态方程来描述高压下汽相的非理想性.并进一步用本实验在高压下测得的NH_3-H_2O-N_2三元系及NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系中氨溶解度数据及Guerreri等发表的NH_3-H_2O-N_2-H_2四元系实验数据来考察本模型的可靠性,均获得了令人满意的结果,且本模型在高压下的计算精度和浓度适用范围,均优于Guerreri模型.     

NULL和WILSON热力学模型在离子交换平衡系统中的应用研究

本文为应用Null和Wilson模型来描述Na~ —Ht体系的离子交换平衡,其结果今人满意。全文详述了理论处理和实验方法的具体过程,采用了NaCl溶液与H~-型国产732~*磺酸型树脂的平衡体系,在温度为25℃,溶液总浓度为0.2N、0.4N的条件下所测得的。实验数据通过理论计算所得的热力学平衡常数基本上为一定值。由本模型计算所得液—固两相的平衡组成与实验值偏差平均为5.1％,最大不超过9.3％。     

石膏品种对硅酸盐--硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响

在试验研究不同石膏品种对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥凝结时间、标准稠度需水量、强度等性能影响的基础上,探讨了石膏品种对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响机理。结果表明：二水石膏对该种复合体系水泥的缓凝作用比硬石膏明显,硬石膏易引起复合体系水泥急凝和需水量增大。石膏品种对硅酸盐一硫铝酸盐复合体系水泥强度的影响较复杂,与水泥体系中含铝矿物及其水化溶液中SO4^2-离子浓度有关;在蒸馏水和饱和石灰水中,二水石膏的溶解速度比硬石膏快,溶解度比硬石膏低。推导证实,石膏的溶解速度和溶解度是决定硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥性能的主要因素。     

异丁醇脱水制备异丁烯反应热力学

异丁醇脱水制备异丁烯是又一条增产高纯异丁烯的可行性技术路线,文章采用平衡常数法计算异丁醇脱水制备异丁烯反应过程的反应热力学数据,如标准摩尔焓变Δ_rH~■_m、标准摩尔吉布斯自由能变Δ_rG~■_m和标准平衡常数K~■_P。采用吉布斯自由能最小化法,系统探讨了反应温度、压力、稀释剂对异丁醇脱水平衡转化率和异丁烯平衡产率的影响规律。热力学平衡计算结果说明:温度高于150℃时异丁醇脱水反应平衡转化率高于99.5%,温度和压力变化对异丁烯平衡产率的影响较大,异丁醇原料含水量对异丁烯平衡产率有促进作用。以热力学角度而言,开发异丁醇脱水制备高纯异丁烯工业化技术,无需对异丁醇原料进行脱水处理,原料异丁醇中添加适量的水有利于提高异丁烯产率。     

盐碱胁迫对羊草叶片离子含量的影响

为了解羊草(Leymus chinensis)叶片无机离子含量对盐碱土壤的响应,模拟3组不同盐碱梯度土壤胁迫,测定了羊草叶片中K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量。结果表明:随着土壤盐碱梯度的增加,叶片中Na~+含量显著增加,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量显著减小。盐碱胁迫增加,土壤渗透势下降,使离子失衡。     

三元体系K_2SO_4-PEG1000-H_2O(288,298,308)K相平衡测定及计算

为了获取K_2SO_4在聚乙二醇(PEG1000)-水混合溶剂中的溶解行为,采用等温溶解平衡法测定(288, 298, 308) K下三元体系K_2SO_4-PEG1000-H_2O的平衡溶解度、密度和折光率,并绘制了相应的相图、密度-组成图和折光率-组成图。研究发现:随温度变化,相图结构发生了变化。当温度为288和298 K时平衡相图由不饱和液相区(L)、一固一液区(S+L)和两固一液区(2S+L)构成;当温度为308 K时平衡相图由不饱和液相区(L)、一固一液区(S+L)构成。随着溶液中PEG1000含量不断增加,K_2SO_4溶解度减小,温度对盐析率影响较小。采用修正后的Pitzer模型对该体系溶解度进行了理论计算,计算发现:实验数据和计算数据吻合较好。     

分散红343、分散蓝366及其混合物在超临界CO_2中的溶解度测定和关联

为超临界CO2染色工艺提供必要的基础数据,采用静态循环法在343.2～383.2 K,12～28 Mpa温度压力范围内,测定了分散红343和分散蓝366及其混合物在超临界CO2中的溶解度.实验结果表明,二元体系(分散红343+CO2,分散蓝366+CO2)和三元体系(分散红343+分散蓝366+CO2)中染料的溶解度均随温度和压力的升高而增大;染料分子的极性对其在超临界CO2中的溶解度影响较大;三元体系中两种染料的溶解存在"共溶剂效应"和竞争溶解作用;两种染料在二元和三元体系中的溶解度实验数据用Chrastil方程关联,结果较好.     

高浓度SO_2在N,N'-二(2-羟丙基)哌嗪硫酸盐水溶液中的溶解度模型

基于拟平衡常数的概念,文中对高浓度SO_2在N,N'-二(2-羟丙基)哌嗪(HPP)硫酸盐水溶液中的溶解度数据进行了关联。以化学反应平衡和吸收相平衡为理论基础,通过胺平衡、电荷平衡及溶液配比,将亨利系数H拟合为温度、胺浓、吸收负荷的函数,建立了高浓度SO_2在HPP硫酸盐水溶液中的溶解度热力学模型。结果表明:模型计算值与实验值较吻合,平均相对偏差5.7%,符合工业应用需求。同时,通过Gibbs-Duhem方程计算了SO_2在HPP硫酸盐水溶液中的溶解热,由结果可知溶解热与温度关系不大,随着吸收负荷的增加而减小。     

关于去除盐水中硫酸根问题的探讨

氯碱工业所用的盐含有大量的Mg~(2+)、Ca~(2+)、SO_4~(2-)等杂质,在盐水精制过程中必须加以去除,否则,对电解槽产生不良影响。目前,去除硫酸根工艺主要有机械冷冻法、钡盐法。当除根能力不足或不去除硫酸根的情况下,盐水中硫酸根增至一定浓度后就不再增加,这表明盐水中硫酸根离子存在着平衡浓度。一、盐水中硫酸根离子平衡浓度的理论解释食盐溶解过程中,新溶解盐中硫酸根离子     

五元体系HCl-NaCl-CaCl2-H3BO3-H2O在298.15K的Pitzer模型及其应用研究

采用等温溶解法测定了三元体系CaCl₂-H₃BO₃-H₂O在298.15 K的溶解度和液相的折射率,该三元体系为简单共饱型,有1个共饱点,2条溶解度曲线和2个单盐结晶区,分别为CaCl₂·6H₂O和H₃BO₃。结合本文测定和文献中的溶解度数据,拟合了五元体系HCl-NaCl-CaCl₂-H₃BO₃-H₂O中含H₃BO₃的Pitzer参数,结合固相的溶解平衡常数,构建了该五元体系的Pitzer模型,并计算了该五元体系及其子体系的溶解度。根据Pitzer模型和计算相图,对氯化钠、氯化钙共存卤水中硼酸的分离进行了计算,获得了分离过程中的析盐顺序和卤水组成的变化规律。计算结果表明酸性条件下更容易实现H₃BO₃的分离。     

KNO_3熔盐中杂质离子对玻璃离子交换和增强的影响

利用电子探针和离子探针对KNO_3熔盐中一系列浓度的Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)、Na~+杂质离子影响K~+-Na~+交换和离子交换玻璃的强度进行了研究。结果表明: 1.上述杂质离子对K~+-Na~+交换产生阻止效应和抑制效应。 2.扩散入玻璃的二价杂质离子,其浓度分布随在KNO_3熔盐中浓度变化呈极大值规律,并随这些离子进入玻璃和极化作用的加强,增大表面微张应力。离子交换玻璃的强度与二价杂质离子扩散规律直接相关。 3.KNO_3中含有二价杂质离子后,由于阻止效应和结构松弛的共同影响,使交换玻璃达到最大强度的处理温度大大提前。     

添加芒硝后察尔汉卤水太阳蒸发的动态平衡

在实验室内,模拟连续的太阳蒸发,研究了添加芒硝后的察尔汉卤水25℃时的等温蒸发动态平衡。实验证明,该卤水的蒸发盐析顺序不遵循平衡溶解度相图,而是按介稳相图所预示的过程进行。析出的盐类固相经鉴定表明,25℃时的K~+、Na~+、Mg~(++)//Cl~-,SO~-—H_2O体系的介稳相图中存在有六水硫酸镁的结晶区。     

MBr(M=Na,K)在离子液体[Bmim]Br水溶液中的溶解度

为探索溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)离子液体对无机溴化物MBr(M=Na,K)在水中溶解度的影响,采用等温溶解平衡法在常压下测定了298.15~328.15 K范围内MBr在[Bmim]Br(1)+H₂O(2)溶液中的溶解度,考察了离子液体含量对溶解度的影响。实验结果表明,[Bmim]Br的加入会显著降低MBr(M=Na,K)在水中的溶解度,离子液体[Bmim]Br对KBr的盐析作用比对NaBr的盐析作用大。不同温度下的溶解度数据可用Pitzer混合电解质溶液模型进行关联,得到了混合离子相互作用参数以及MBr在混合溶剂中的平均活度因子和溶剂的渗透系数。模型计算的溶解度与实验结果吻合良好,平均活度因子和溶剂的渗透系数均随离子液体含量的增加而增加。     

碳酸锂在氯化钠溶液中溶解度的测定

采用等温溶解平衡法测定了在温度为278.15～358.15 K时,Li_2CO_3在质量摩尔浓度为0～4.06 mol·kg~(-1) NaCl溶液中的溶解度和溶液密度,利用E-DH和Apelblat方程对Li_2CO_3溶解度实验数据进行关联,计算相对偏差在±0.05以内;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于7×10~(-4)。实验和理论计算结果表明:Li_2CO_3在NaCl-H_2O体系中溶解度随NaCl浓度增加先增大后又减小,在温度278.15～358.15 K内,溶解度在NaCl质量摩尔浓度约为1 mol·kg~(-1)时出现最大值。通过溶解热力学计算,得到Li_2CO_3在NaCl中的溶解焓变ΔHd、熵变ΔSd和吉布斯自由能变ΔGd,结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着NaCl浓度变大而增加,吉布斯自由能变ΔGd在NaCl质量摩尔浓度为1 mol·kg~(-1)出现最小值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。