碱式碳酸镁焙烧法制备多孔氧化镁晶体

【目的】实现多孔MgO晶体的可控制备。【方法】以菱镁矿为镁源,采用水化碳化-低温水溶液法,热解Mg(HCO₃)₂溶液合成平均直径为10.0μm、平均长度为50.0μm的多孔棒状碱式碳酸镁(4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O);通过焙烧法制备多孔MgO晶体,分别探讨焙烧温度、时间对前驱体4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O分解率、 MgO物相组成和形貌的影响,探究4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O热分解机制。【结果】在焙烧温度为700℃、时间为3.0 h时,制得平均直径为20.0μm、平均长度为50.0μm、比表面积为76.12 m²/g的介孔棒状MgO晶体;在4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O分解过程中,随着温度升高,结晶水失去,—OH的分离和C—...     

大长径比三水碳酸镁晶须的制备及晶体生长机理

以菱镁矿为原料,十二烷基硫酸钠(SDS)为添加剂,采用水化碳酸化法?低温水溶液法制备了大长径比三水碳酸镁(MgCO_3·3H_2O)晶须。对产物物相组成、形貌和热化学过程进行表征,探讨Mg(HCO_3)_2溶液pH值和SDS用量对产物晶体形态的影响,研究MgCO_3·3H_2O晶体结构,并分析晶须生长机制。结果表明:Mg(HCO_3)_2溶液p H值为7.3±0.2,SDS用量为5.0 g/L时,可得到平均长度150μm、长径比达50的棒状MgCO_3·3H_2O晶须。MgCO_3·3H_2O与4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O的热化学过程类似,分解产物均为MgO、CO_2和H_2O。MgCO_3·3H_2O晶须生长是螺型位错延伸的结果,结晶过程中,[MgO_6]正八面体生长基元通过Mg?O键以共顶点的方式沿[010]方向自组装并快速生长。     

不同破碎方式下产品磨矿动力学方程的对比研究

对西藏墨竹工卡邦铺钼铜矿石进行了高压辊磨和传统破碎,然后对两种产品进行了分批磨矿试验,应用MATLAB 7.1的曲线拟合方法更为准确地建立了邦铺钼铜矿石高压辊磨产品和传统破碎产品的磨矿动力学方程。结果表明:应用MATLAB 7.1的曲线拟合方法对磨矿动力学参数k(d)和m(d)拟合出的最佳拟合函数的相关系数R2都大于指数拟合函数的相关系数,最佳拟合函数的拟合效果好于指数拟合函数的拟合效果,对磨矿动力学参数k(d)和m(d)应用最佳拟合函数建立的磨矿动力学方程更加准确。     

菱镁矿脱硅中分子结构特征对胺类捕收剂选择性捕收效应的影响研究

为研究胺类阳离子捕收剂结构特征对菱镁矿反浮选脱除石英效率的影响规律,通过浮选试验对比考察了十二胺、十六胺、十八胺、十六烷基三甲基氯化铵(HTAC)和十八烷基三甲基氯化铵(STAC)等5种不同结构的胺类捕收剂对菱镁矿和石英可浮性的影响。结果表明,不同条件下,菱镁矿与石英可浮性差异大小顺序为:HTAC体系>STAC体系>十二胺体系>十六胺体系>十八胺体系;且在矿浆p H值7.0、HTAC用量30mg/L时,菱镁矿和石英的可浮性差异最大。Zeta电位、表面接触角和XPS检测得出,不同条件下菱镁矿与石英表面零电点正移量、接触角、结合强度和吸附量的差异顺序为:HTAC>STAC>十二胺>十六胺>十八胺。由此得出,随着碳原子数量的增加,伯胺(R—NH₂)和季铵(R—N(CH₃)₃)阳离子捕收剂在菱镁矿脱硅中的效应逐渐降低;同等烷基条件下,带支链阳离子捕收剂在菱镁矿脱硅中的效应优于无支链阳离子捕收剂。     

纳米金@石墨烯复合多孔材料还原4-硝基苯酚

以负载纳米金颗粒的还原石墨烯(APR)为二维模板，采用溶剂编织法在石墨烯表面成功构建具有多孔结构的超交联聚合物(hyper-crosslinked polymer, HCP)并命名为APfR-HCP,探讨复合材料比表面积的变化及还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。结果表明：该新型复合材料具有较大的比表面积(568 m²/g)和丰富的孔道结构；多孔层结构的存在可以快速吸附水体中的小分子有机污染物并富集到金纳米颗粒表面，大大提升复合材料对常见有机污染物4-NP的催化性能；同时还可以有效阻止金纳米颗粒的团聚。APfR-HCP复合多孔材料可以在4 min内迅速将4-NP还原为4-氨基苯酚(4-AP),反应速率常数K可达1.10 min^-1。APfR-HCP复合多孔材料的催化效率远大于模板APR(K=0.068 min^-1),并且具有良好的循环利用性，循环使用5次后仍具有良好的催化性能。     

菱镁矿气泡模板法制备三水碳酸镁晶体及其生长机理

以菱镁矿为原料,采用气泡模板法制备三水碳酸镁(MgCO₃·3H₂O)晶体,探究CO₂、空气、N₂三种气泡对晶体物相组成与形貌的影响。结果表明: CO₂、空气、N₂辅助下,所得产物为形貌不同的三水碳酸镁晶体,N₂气泡对产物形貌具有调控作用。当通入尺寸为1 μm的N₂气泡60 min时,获得光滑棒状与放射状晶体; N₂气泡通入时间为120 min时,产物为多面体状与放射状晶体。N₂气泡充当泡界模板,晶体沿着气泡表面生长形成新的棒状三水碳酸镁分枝,最终构筑成不规则多面体状和放射状三水碳酸镁晶体。      

浮选组合药剂协同效应定量研究

应用浮选药剂理论和表面活性剂的物理化学性质,探索了浮选组合药剂的协同效应。以油酸和不同碳链长度的羧酸类捕收剂、油酸钠和不同饱和度的羧酸类捕收剂、乳化剂和油酸钠、磺酸盐类捕收剂和油酸钠、羧酸类捕收剂和苯甲羟肟酸等组合药剂为例,通过计算药剂结构参数和疏水链-疏水链之间相互作用,结合文献数据,发现2种药剂结构参数相差越大,组合后溶液的表面张力下降越大;疏水链之间相互作用较强的2种捕收剂,选择性好的与捕收能力强的组合,浮选效果一般较好。该研究结果对组合浮选药剂协同效应的定量研究具有理论参考意义。     

硅灰石表面有机改性及性能表征

利用干法工艺改性法库地区硅灰石，研究了改性剂种类及用量、改性温度和改性时间对改性效果的影响。借助接触角测量仪、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜表征改性前后硅灰石的性能。结果表明，适宜的改性剂为KH-570，最佳改性工艺为改性剂用量3%（占粉体总质量），改性温度80℃，改性时间40 min。最佳条件下，改性硅灰石的接触角为109.186°，活化指数为99.97%。表面改性过程对硅灰石的物相组成、化学结构、热分解和形貌没有明显影响。KH-570改性硅灰石的实质为KH-570水解生成硅醇或硅羟基，包覆在硅灰石表面，从而使得硅灰石表面由亲水性变为疏水性。      

CaCO3/硅灰石复合材料制备及其疏水性能研究

以天然硅灰石为原料,采用一步碳化法制得CaCO₃/硅灰石（W@C）复合材料,并对其表面进行有机改性。采用BET、XRD、SEM、FT-IR和TG-DSC等表征复合材料的比表面积以及改性前后产物的物相组成、形貌、基团和热稳定性。结果表明:当CaO添加量为25%、碳化温度为15℃、CO₂流速为0.08 m3/h、聚乙二醇用量为4.37 g/L时,可制得比表面积为15.28 m2/g的W@C复合材料,其比表面积比天然硅灰石提高了500%。W@C复合材料未改性时,接触角为19.37°,活化指数为0;采用1.5%硬脂酸钠改性W@C复合材料,接触角和活化指数分别增大至118.02°,99.9%,疏水性能显著提高。硬脂酸钠通过物理吸附包覆在W@C复合材料表面。      

聚苯胺复合中空微球的制备及其吸波性能研究

以石墨烯和苯胺为主要原料，采用空心玻璃微球表面原位聚合法制备聚苯胺/还原石墨烯/二氧化硅(PANI/RGO/SiO₂)复合中空微球。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和网络矢量分析仪对PANI/RGO/SiO₂复合中空微球的结构、形貌、介电和吸波性能进行研究。结果表明：合成的聚苯胺完整包覆在SiO₂空心玻璃微球表面，石墨烯呈半透明薄纱状覆盖在聚苯胺表面；PANI/RGO/SiO₂复合中空微球的吸波性能比PANI/SiO₂好，石墨烯能改善复合材料对电磁波的吸收性能，且随石墨烯质量分数的增加，复合中空微球的吸波能力增强；当石墨烯的质量分数为5%、吸波层厚度为4 mm时，样品在6.32 GHz处达到最强反射损耗为-34.06 dB。