硬质高岭石(岩)的功率超声剥片及作用机理

摘要：先制备了符合功率超声剥片需要的煤系高岭石样品,再选定不同高岭石浓度、超声作用体积和超声时间进行了高岭石超声剥片试验。探讨了剥片过程中的高岭石浓度、超声作用体积和时间等因素对高岭石剥片的影响,发现只有选取合适的浓度、体积和作用时间才能得到理想的剥片效果。对超声剥片机理进行理论分析,给出了空化阀值压力PB、液体表面张力 、空化气泡崩溃时的瞬态压力和瞬态温度等的数值关系。     

高岭石-醋酸钾插层复合物的制备与表征

用XRD、FT-IR和TG-DSC等方法研究了高岭石-醋酸钾插层复合物的形成过程.XRD谱显示高岭石的层间距由0.72 nm增大到1.42 nm.这表明醋酸钾已经成功地插入到高岭石层间.FT-IR谱表明醋酸钾可能与高岭石的内表面羟基形成了氢键.TG-DSC谱表明,高岭石-醋酸钾插层复合物很稳定,直到大约400℃时,醋酸钾才从高岭石层间脱嵌出来.研究结果还证明水也和醋酸钾一起插入到了高岭石层间.     

高岭石声化学插层的XRD研究

以乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及双氧水/冰醋酸等为插层剂,采用声化学法对高岭石进行了插层研究,考察了插层剂种类对高岭石插层率的影响.在此基础上,重点研究了以二甲基亚砜作为插层剂的情况下超声波功率、插层时间及插层剂的质量分数等工艺因素对插层率的影响,并采用XRD分析方法测试了高岭石的插层效率.结果表明：二甲基亚砜作为插层剂时插层率最高,插层率可达100%,二甲基甲酰胺和乙二醇次之,双氧水/冰醋酸插层率最低,插层率仅为14.9%.以二甲基亚砜为插层剂时,随着超声功率的增大,插层率先升高后降低;随着插层时间的延长,插层率呈增长趋势,而二甲基亚砜的质量分数对插层率的影响不大.在二甲基亚砜质量分数为75%、超声功率为300W、插层时间为2h的条件下,插层率达到100%,高岭石层间距从0.71nm被有效增大到1.10nm.     

超声空化对颗粒破碎作用的影响因素研究

为探究超声空化作用对颗粒破碎的影响效果,基于空化泡的动力学基本方程,利用空化过程Matlab数值方法分析了超声频率和液相黏度两个关键因素对超声空化作用强度的影响。在数值分析的基础上,通过超声空化破碎试验探究了超声频率和浆液浓度的影响效果。试验结果表明:经过一定时间的超声作用,颗粒群中位粒径D50及10%体积累计粒径D10大幅减小,超声空化颗粒破碎作用明显。超声频率和物料浆液浓度越低,空化作用越强,颗粒破碎效果越好;同时,介质的存在可以有效增强超声作用下空化微射流的壁面效应,增强颗粒的破碎效果,但过多的介质会影响超声波的传导,减弱空化作用。     

高岭石/醋酸钾夹层复合体的制备与表征

论述了高岭石/醋酸钾复合体的制备、表征方法及夹层作用的影响因素。对目前在制备高岭石/醋酸钾复合体过程中存在的主要问题进行了分析。通过比较,指出了今后在合成高岭石/醋酸钾复合体过程中应注意的事项。     

高岭石／醋酸钾夹层复合体的制备与表征

论述了高岭石／醋酸钾复合体的制备、表征方法及夹层作用的影响因素。对目前在制备高岭石／醋酸钾复合体过程中存在的主要问题进行了分析。通过比较，指出了今后在合成高岭石／醋酸钾复合体过程中应注意的事项。     

夹层高岭石的热稳定性试验研究

本文利用热分析（ＴＡ）、红外光谱分析（ＩＲ）和Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）等手段研究煤系高岭石与醋酸钾合成夹层复合体的热稳定性。夹层复合体在低于３００℃左右的条件下相当稳定，当温度进一步升高，夹在高岭石层间的醋酸钾就会发生熔化，在此阶段发生脱羟基作用。复合体脱羟基所需的温度比纯高岭石发生同样作用所需温度要低得多，研究红外光谱发现，高岭石复合体中不同性质的羟基团的脱羟作用的发生，遵循着一个固定的顺序。     

红薯-蔗糖体系的超声渗透脱水研究

以红薯-蔗糖固液体系为研究对象,研究了在超声场作用下,超声输出功率、超声作用时间、渗透液浓度及温度、物料厚度等因素对红薯脱水率及固形物得率的影响.在此基础上,确定了渗透脱水过程的扩散系数,并对渗透脱水过程的数学模型进行了探讨.结果表明,超声场空化作用显著强化了红薯渗透脱水过程的质量传递,且在一定实验范围内,红薯脱水率及固形物得率均随超声输出功率、超声作用时间、渗透液浓度及温度的增加而增加,随着物料厚度的增大而减小.故可得到当超声场输出功率为93 W,声空化强化时间为25 min,渗透液浓度在40%,温度在30℃,物料厚度为6 mm时为最佳操作条件.     

声信号R/S分析与环管反应器中浆液质量浓度测量

根据固体颗粒碰撞壁面产生不同频段声信号的机理,结合小波分解及R/S分析手段,获得了代表固体颗粒运动的声信号特征频段,并建立了环管反应器中浆液质量浓度的声发射预测模型.在环管反应器中,以水-玻璃珠体系为研究对象,分别考察了在流速为5～8 m/s的条件下特征频段能量与浆液质量浓度的关系.发现在流动稳定的情况下,将声发射信号在0～100 kHz做二阶Daubechies 9尺度小波分解并结合R/S分析,得到代表固体颗粒运动的特征频段,特征频段下的声发射信号能量和流体速度的3次方之比与浆液质量浓度之间存在线性关系.浆液质量浓度的模型计算值与实测值之间的平均相对误差为11.8%,表明声发射技术能快速、准确、非插入地实现环管反应器中浆液质量浓度的在线测量.     

声加工技术及其参数的检测与控制

介绍了功率超声应用于生物材料处理方面的研究背景;揭示了"超声空化效应(cavitation)"的本质;提出了一种通过检测声化反应效果来估计声空化率的方法;为了提高超声波对介质的作用效率,研究了提高声空化率的多种途径和方法,特别是超声场的参数(频率、功率密度、波型等)对声空化率的影响和调节方法.结合超声强化萃取中药技术的推广应用,验证了文中所述方法的先进性和实用性.     

高岭石/聚丙烯腈复合物原位合成SiC_w/Al_2O_3复相陶瓷粉体

在高岭石/二甲基亚砜插层复合物基础上,以醋酸铵对二甲基亚砜进行置换,进一步扩大了高岭石的层间距,使得丙烯腈单体得以顺利插入高岭石层间,并通过原位聚合的方法获得了高岭石/聚丙烯腈复合物。以该复合物为原料,在1 400℃合成碳化硅晶须/氧化铝复相陶瓷粉体,其中碳化硅晶须的直径≤200nm,长度≥15μm。     

超声波法制备纳米硫酸钡影响因素分析

采用超声波法制备纳米硫酸钡,考察了加料方式、反应介质、反应物浓度、超声功率比、超声反应时间、反应温度对粒径的影响。采用激光粒度仪和扫描电子显微镜对产品的粒径、形貌进行了表征。实验结果表明,以无水乙醇作为反应介质,硫酸钠与氯化钡的浓度均为0.25mol/L,采用等体积同时加料方式,超声功率比为40%,反应温度为30℃,超声反应时间为15min,制得的纳米硫酸钡平均粒径为55nm,粒度分布窄,形貌呈不规则球形。     

辽河稠油超声波降黏技术的实验探究

用变幅杆式超声波反应器进行了辽河油田稠油超声裂解降黏实验研究。考察了超声波处理温度、处理时间及超声波功率对降黏率的影响,优化了超声波处理工艺参数,计算并比较了超声波处理过程与减黏裂化过程所消耗的能量。实验结果表明,在高压条件下(实验压力为8 MPa),1kg辽河稠油在超声波功率1.5 kW、超声波处理温度300℃及超声波处理时间20 min的条件下降黏效果最好,降黏率为47.69%;超声波功率对降黏率影响最大,其次为超声波处理时间和超声波处理温度;与减黏裂化技术过程相比,处理相同质量油样时超声波处理过程的能耗更低。研究结果可为稠油的低能耗、高效率的降黏方法提供有效途径。     

微波对制备高岭石插层作用的研究

为了明确微波对制备高岭石插层的作用,采用乙酰胺对高岭石的微波熔融插层和油浴熔融插层进行了对比实验.借助于XRD、FTIR等分析测试手段,通过对比不同时间段2种插层环境下的插层率,分析了微波对插层反应的影响,进而探讨了微波对插层反应的作用机理.研究发现在反应初期微波对插层反应起促进作用,但随着时间的延长这种促进作用减弱,并呈现出一定的阻碍作用,认为是微波对乙酰胺的热作用和极化作用综合作用的结果.     

超声波-微波协同萃取虎杖中大黄素

以大黄素含量为指标对虎杖中有效成分进行了超声波-微波协同萃取。采用正交设计法优化了萃取条件。试验结果表明在超声波功率内置为50 W的仪器条件下影响大黄素萃取的主要因素依次是：乙醇浓度、提取时间、乙醇用量、微波功率。大黄素的最佳萃取条件是：乙醇浓度为90%,乙醇用量为75 mL,提取时间为5 min,微波功率为30 W。正交优化条件下,大黄素得率可达1.26%。萃取效果明显优于传统的溶剂回流方法和超临界流体萃取。     

高岭石插层复合物与纳米高岭石研究现状与展望

某些有机分子可进入高岭石层间形成有机插层复合物,基于高岭石有机插层复合物的功能性材料受到人们的广泛关注并成为当前应用矿物学的研究热点之一。本文介绍了高岭石有机插层复合物与纳米高岭石的研究历史和现状,阐述了高岭石有机插层复合物制备的主要影响因素、插层机理、表征、研究方法以及基于高岭石有机插层作用的纳米高岭石制备,同时对此领域今后的研究方向进行了展望。     

响应面优化超声波法提取竹叶黄酮

以四川产淡竹叶为原料,对竹叶黄酮类物质的提取方法进行研究。试验使用响应面优化超声波法提取竹叶黄酮的工艺。单因素试验确定了乙醇体积分数、提取时间和提取功率的水平数值,采用三因素三水平响应面分析法明确了超声波法提取竹叶黄酮的最佳工艺条件为乙醇体积分数70%、提取功率190 kW、提取时间30 min。在此条件下理论提取率为5.6%,实测值为5.46%,与理论预测值非常接近。该结果为提取竹叶黄酮在中试和生产方面提供了试验依据。     

Electrorheological fluid of kaolinite-based ternary nanocomposite and its properties

Electrorheological fluids (ERFs) are typical suspensions composed of micrometer size particles and dielectric liquids[1―3]. The ER response produces an instantaneous and reversible change in rheological properties of a suspension when being exposed to an electric field normal to the flow direction. The material parameters of ERF such as vis-cosity, yield stress, and shear modulus can change obviously and reversibly upon the application of an external electric field. These characteristics f…