采用萃取剂[Omim][BF_4]分离提取铬渣中的Cr_2O_7~(2-)

铬渣是重要的工业固体废物,具有极其严重的环境危害性,分离提取铬的资源化利用是减少铬渣环境污染和资源浪费的有效途径。以1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([Omim][BF_4])为萃取剂,戊醇为稀释剂,对铬渣酸浸液进行萃取和反萃取实验。在萃取实验过程中,分别考察萃取剂浓度、时间、pH等条件的影响作用。采用斜率法及红外光谱分析进行了萃取机理研究,最后进行了反萃取实验研究。结果表明:在萃取剂浓度ρ([Omim][BF_4])=50.0 g/L、6.0 min、pH为1.408~2.006条件下,Cr_2O_7~(2-)的萃取率达到94.81%;[Omim][BF_4]对Cr_2O_7~(2-)的萃取主要是根据软硬酸碱理论通过离子缔合形成萃合物达到较高的萃取率;在pH=10、反萃取剂为0.5mol/L NaBr+0.5 mol/L(NH_4)_2SO_3、15.0 min的条件下,铬的反萃率达到99.35%。实现了铬渣中铬资源的分离提取。     

Ni掺杂TiO_2电子和几何结构的第一性原理研究

利用密度泛函理论框架下的第一性原理方法,对不同掺杂量、不同方式的Ni掺杂锐钛矿相TiO_2(anatase TiO_2:A-TiO_2)的晶胞结构、缺陷形成能和态密度图像等进行了研究,并着重讨论了掺杂Ni离子周围配位场改变对体系电子结构的影响.结果表明,掺杂方式的不同对Ni-TiO_2超晶胞的几何结构有较大影响.正是几何结构的变化导致掺杂Ni离子处于不同类型的晶体配位场之中,这是掺杂体系电子结构差异的本质原因.通过对掺杂体系形成能的比较,发现Ni掺杂TiO_2的具体方式取决于晶体生长过程中的氧环境.通过对体系电子结构的研究,发现各种掺杂体系的禁带中都出现由Ni 3d-O2p轨道杂化形成的杂质能级.Ni离子替代晶格Ti掺杂会使吸收光谱红移,而Ni的晶隙掺杂则使吸收光谱蓝移,且这种光谱吸收带边的差异会随掺杂浓度的增加而增大.     

红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学

研究了红格钒钛磁铁矿(HCVTM)球团等温氧化动力学及其矿物学特征. 在不同的温度(1073~1373 K)和不同的时间(10~60 min)范围内,对HCVTM球团矿进行了等温氧化动力学实验. 首先分析了球团在不同温度和时间下的微观结构和矿物组成规律. 然后根据定义的氧化率,计算和分析了氧化率及其变化规律,以及矿相结构对氧化率的影响. 最后结合缩核模型、修正的氧化率函数和阿伦尼乌斯公式,计算了反应速度常数、修正系数和反应活化能,并判断了反应限制性环节. 研究表明:随温度的提高,低熔点液相增加,赤铁矿晶粒的生成、长大和再结晶,形成连续的黏结相,空隙数量减少. 随时间的增加,生成的液相促进了赤铁矿晶粒间的黏结和长大,但是晶粒间硅酸盐相和钙钛矿类物相恶化了球团结构. 同时,钙钛矿和铁板钛矿相生成. HCVTM球团矿空隙数量的减少和黏结相的生成,表现在氧化速率随时间增加而减慢. HCVTM球团氧化反应主要受扩散控制,球团氧化前期的反应活化能为13.74 kJ·mol-1,氧化后期的活化能为3.58 kJ·mol-1,氧化率函数的修正参数u₂=0.03.      

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

高温固相法制备钒掺杂含钛高炉渣光催化抗菌材料

采用高温固相法,掺杂不同质量分数的V2O5,在800℃煅烧2h合成了钒掺杂的含钛高炉渣催化剂(vanadium oxide modified titanium bearing blast furnace slag,VTBBFS)。用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱仪对钒掺杂的含钛高炉渣催化剂进行了表征,确定其具有钙钛矿结构;粉体的颗粒形态均为不规则块状,800℃煅烧后出现了团聚现象;在紫外区域具有强光吸收能力,并发生红移。以白色念珠菌为实验菌种考察钒掺杂的含钛高炉渣催化剂抗真菌能力。结果表明,V2O5掺杂量为10%时,催化剂具有较强的抗白色念珠菌能力,在普通光照下杀菌率可达到100%。     

Si3N4/TiN复相陶瓷的抗氧化性能

以铁尾矿和含钛高炉渣为主要原料合成了Si3N4/TiN复相陶瓷,在热力学分析的基础上,研究了Si3N4/TiN复相陶瓷的抗空气氧化性能,并对其氧化过程进行了动力学分析.采用X射线衍射、扫描电镜和能谱等对Si3N4/TiN复相陶瓷的氧化过程、氧化后样品显微形貌进行了表征,并通过分析样品的恒温氧化质量增加曲线研究了其抗氧化...     

硼铁矿火法分离过程的AT&T矩阵系统评价

采用AT&T矩阵系统评价方法研究了硼铁矿火法分离过程的资源环境影响状况。通过分析硼铁矿火法分离过程的资源化表征,改进并完善了AT&T矩阵系统评价对象,即提出硼铁矿火法分离过程PLCA、TLCA、FLCA,分别进行了AT&T矩阵评价,并提出了系列改进建议;同时勾勒出了因子(阶段)-环境效应图例。研究结果表明,硼铁矿火法分离过程的资源化利用方式体现了以硼为主,多种元素综合利用的环境管理思路;积极构建基于硼铁矿火法分离过程FLCA的工业生态园是减缓资源消耗、降低环境压力的有力措施之一,但也指出了在工业生态园建设进程中应注意决策选择所肇始的区域经济与行业环保发展不协调等问题。     

硫掺杂含钛高炉渣光催化剂性能研究

以含钛高炉渣为原料,硫脲为掺杂剂,采用高能球磨法制备了S掺杂含钛高炉渣催化剂,通过XRD、UV-vis吸收光谱、SEM等对其进行表征. 研究甲基橙溶液pH值等对可见光光催化降解甲基橙的影响. 结果表明,经过焙烧的掺硫催化剂对可见光吸收增强,吸收带边明显"红移";当pH=2时,甲基橙氧化效果最好.     

泡沫铝合金阳极氧化工艺研究

以草酸为电解液,对泡沫铝合金材料进行阳极氧化处理,制备多孔有序阳极氧化铝阵列模板,采用SEM扫描电镜对其形貌进行分析.研究了电流密度、电解液浓度、电解温度等条件对氧化铝膜结构的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行了比较,结果表明,氧化膜上的微孔分布均匀,孔径大小基本相同;两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.