优质β-羟乙基乙二胺的制取

β-羟乙基乙二胺是合成咪唑啉两性表面活性剂的主要原料,也是一种性能优良的环氧树脂固化剂。文中简略分析了国内β-羟乙基乙二胺产品质量较差的原因,提出采用一种特殊反应器制取优质的β-羟乙基乙二胺。所合成的产品质量同进口样品相似。     

基于密度泛函理论计算对捕收剂在烧绿石表面的吸附行为差异研究

通过密度泛函理论计算和浮选实验研究了烧绿石晶体性质以及三种捕收剂在其表面的吸附行为差异.计算和XPS分析结果显示:烧绿石晶体中Nb和Ca的强反应活性和解离面的不稳定性使得捕收剂与其结合而产生浮选作用,苯甲羟肟酸(BHA)和十二胺(DDA)主要通过脱质子化和非脱质子化官能团在烧绿石表面吸附,吸附活性位点为Nb,因而其具有...     

基于密度泛函理论计算对捕收剂在烧绿石表面的吸附行为差异研究

通过密度泛函理论计算和浮选实验研究了烧绿石晶体性质以及三种捕收剂在其表面的吸附行为差异。计算和 XPS 分析结果显示：烧绿石晶体中 Nb 和 Ca 的强反应活性和解离面的不稳定性使得捕收剂与其结合而产生浮选作用,BHA 和 DDA 主要通过脱质子化和非脱质子化官能团在烧绿石表面吸附,吸附活性位点为 Nb,因而其具有较强的捕收性和选择性,而 NaOl 主要通过 RCOO-和烧绿石表面的 Ca 相互作用而产生化学吸 附,吸附能较小,故其捕收性和选择性最差。验证实验表明,在适宜的浮选条件下,DDA的浮选效果最好,回收率可达 89%,受 pH 影响较大,BHA 和 NaOl 捕收性能略差,但作用稳定,浮选指标能够保持在较高水平。     

蒙脱石─十八烷基三甲基胺络合物的合成与特性研究

钙基蒙脱石钠化后与十八烷基三甲基胺进行离子交换反应，合成蒙脱石有机络合物。开展了合成条件试验并采用化学、X射线衍射、红外吸收光谱、差热及凝胶试验等方法对络合物的物化性能进行了研究。络合物的d（001）为2．5813nm，在二甲苯-甲醇体系中分散性和流变性均良好．本文指出络合物的形成仅与有机试剂相关，讨论了络合物层间阳离子的变化情况，提出了有机离子在蒙脱石层间存在的可能方式并认为以垂直取向为最佳。     

蒙脱石─十八烷基三甲基胺络合物的合成与特性研究

钙基蒙脱石钠化后与十八烷基三甲基胺进行离子交换反应，合成蒙脱石有机络合物。开展了合成条件试验并采用化学、X射线衍射、红外吸收光谱、差热及凝胶试验等方法对络合物的物化性能进行了研究。络合物的d（001）为2．5813nm，在二甲苯-甲醇体系中分散性和流变性均良好．本文指出络合物的形成仅与有机试剂相关，讨论了络合物层间阳离子的变化情况，提出了有机离子在蒙脱石层间存在的可能方式并认为以垂直取向为最佳。     

基于密度泛函理论的含CO32-缺陷白云石表面性质研究

采用密度泛函理论(DFT)计算,研究了磷酸根离子/油酸根离子在白云石(104)表面CO₃^2-缺陷处的吸附。结果表明,白云石溶解产生CO₃^2-缺陷导致表面金属原子活性增强,有利于阴离子与矿物表面相互作用。H₂PO₄^-在理想白云石表面、缺陷白云石表面与钙原子的吸附能分别为-183.30 kJ/mol、-561.24 kJ/mol。态密度计算结果表明,H₂PO₄^-与缺陷白云石表面钙原子吸附后,相邻镁原子仍具有较强活性,油酸根离子在理想白云石表面、缺陷白云石表面与镁原子的吸附能分别为-52.29 kJ/mol、-489.43 kJ/mol。磷酸和油酸离子可以共同吸附在白云石表面,导致白云石上浮。     

基于密度泛函理论的水对黄铁矿和煤表面润湿性机理研究

浮选建立在矿物表面润湿性差异之上,为了研究水对黄铁矿和煤表面的润湿机理,构建了黄铁矿和理想化的煤表面模型,并采用密度泛函理论（DFT）分析了水分子和氧分子在黄铁矿和理想化的煤表面上的吸附。结果表明：黄铁矿表面的电子性质活跃,表面Fe与S原子均有未成键的悬挂键,使得黄铁矿表面对水具有较强的吸附活性;水分子在黄铁矿表面各吸附位的吸附能均为负值,底部对硫穴位为水分子吸附的最稳定构型（吸附能为−87.42 kJ/mol）;氧分子在黄铁矿表面吸附时会发生解离,但其对已吸附的水分子影响较小。理想化的煤表面原子的配位数与体相相同,且表面对电子的束缚较强,使得理想化的煤表面吸附活性较弱;水分子在各吸附位的吸附能均为正值,说明水分子难以吸附在理想化的煤表面上;氧分子在理想化的煤表面上吸附时未发生解离,且将已吸附的水分子排离表面。因此,黄铁矿表面具有较强的亲水性,而理想化的煤表面具有较强的疏水性。     

不同胺/铵阳离子在高岭石(001)面吸附的密度泛函计算

为探索阳离子胺盐和季铵盐在高岭石表面的吸附机理,构建了CH6N+(伯胺阳离子)、C_2H_8N~+(仲胺阳离子)、C3H10N+(叔胺阳离子)及C4H12N+(季铵阳离子)4种不同胺/铵阳离子构型,并采用密度泛函理论对4种阳离子在高岭石(001)面的吸附进行模拟计算。模拟结果表明,4种阳离子CH6N+,C_2H_8N~+,C3H10N+及C4H12N+在高岭石(001)面都能发生稳定吸附,其较为稳定构型的吸附能分别-125.385,-126.154,-128.654和-109.711 k J/mol;但3种胺阳离子与季铵阳离子的吸附机理不同:胺阳离子在高岭石(001)面的吸附是静电引力和氢键的共同作用,季铵阳离子则只通过静电引力作用与高岭石(001)面发生吸附。静电引力作用是导致不同胺/铵阳离子在高岭石(001)发生吸附的主导作用。     

Experimental study on slime water flocculation sediment based on the montmorillonite hydration expansion inhibition

Through the montmorillonite settlement experiment in the clear water and electrolyte solution, the influence of slime water settling character was studied in clear water and different electrolyte solution, the montmorillonite’s hydration expansion effectively restrained was verified, the process method to wash coal with the electrolyte was put forward, and the results indicate that the solution of 10 g/L KCl is optimal inhibitor on the montmorillonite in the tested three kinds of electrolyte solution. With the contrast test in clear water and electrolyte solution, two reagent adding way can be selected in KCl solution: one way is to add PAM separately, the effectively sedimentation can be made with simply 0.1% anion; the other way is the coordination with polymeric aluminum and PAM, the anionic of PAM and polymeric aluminum are 0.02% and 0.5% respectively. However, in clear water, the polymeric aluminum must be joined together with the anionic PAM, and the amount of the PAM reaches 0.5%, which is 25 times as great as that in KCL solution. The field work with raw coal further verifies the above conclusions further.     

密度泛函方法研究甲烷与碳材料之间的相互作用

基于密度泛函方法,研究了甲烷在两种碳材料模型（Armchair 和Tip）表面的物理吸附和化学解离过程。物理吸附过程考察了甲烷在两种模型上7种活性位的吸附能与结构参数,结果表明,甲烷在碳材料表面倾向于吸附在具有苯环结构的碳原子顶位;化学解离过程考察了甲烷在两种构型的活性位上的化学解离过程,结果表明,甲烷C-H键在Tip模型上比在Armchair模型更容易解离,解离路径倾向于沿着T2-T6-T5路径。     

水合氢离子在伊利石(001)面和(010)面吸附的密度泛函研究

水合氢离子在黏土矿物颗粒表面的吸附造成界面性质的变化,进而影响溶液中的金属离子吸附。为揭示水合氢离子在黏土矿物表面的吸附机理,采用密度泛函理论方法对水合氢离子(H_3O~+)在伊利石(001)面和(010)面上的吸附进行模拟计算。结果表明:吸附在(001)面硅氧环上方的水分子易获得质子,H_3O~+优先吸附于硅氧环空穴上方。(010)面的≡Al—OH易从H_3O~+获得质子,水分子与H_3O~+存在竞争吸附; H_3O~+与(001)面间的静电作用强于(010)面,而氢键作用弱于(010)面,在(010)面的吸附稳定性强于(001)面;水分子的存在削弱H_3O~+与表面的氢键作用,然而对静电作用影响不大。从H_3O~+与伊利石表面微观吸附机理出发,H_3O~+的吸附增加界面水分子的活性,金属阳离子在表面的吸附可能更倾向于与活性水分子先发生配位作用。     

CO在煤表面物理吸附机理的模拟研究

 本文选取CO作为研究对象,采用量子化学方法,基于密度泛函理论（DFT）,选取B3LYP/6-311基组,模拟研究CO在煤表面不同位置的吸附机理。计算结果表明：CO能够在煤体表面发生物理吸附,CO在羧基上吸附时,释放的吸附能约为151.17kJ/mol,说明吸附作用较强;而CO在煤表面其他位置吸附,吸附能为负值,说明CO需要从外界吸收部分能量才能发生吸附,也就是说,CO能够在氧化程度比较高或者高温区域附近的煤体表面吸附。     

氧在煤表面-CH2-NH2基团上的化学吸附

应用量子化学密度泛函理论，分别建立并优化了单氧分子与煤表面苯环和侧链的吸附模型，分析比较了吸附前后煤表面分子与氧分子化学结构的变化.氧分子在-CH₂-NH₂基团上发生化学吸附时，C-N,N-H,O-O都发生了较大的变化，并断裂生成新的化学键.吸附能随着吸附氧分子数的增加而增大，呈二次函数关系.     

噻吩结构与O_2反应机理的理论研究

为研究煤自燃的反应机理,利用Gaussian 03程序,采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311G水平下研究煤结构中噻吩型有机硫与O2反应机理。由计算结果可知,反应物的初始连接方式有3种,其中Path 1的反应物经过过渡态TS1异构化为中间体IM1是无需克服势垒的放热过程,这说明煤中的噻吩结构无需从外界吸收热量,与氧气接触即可被氧化。此反应主要有6条反应路径,其中,Path 2是反应的主要反应路径,其速控步骤为过渡态TS6,需要克服的势垒为117.06 kJ/mol,其产物P2(C4H4O+SO)是反应的主要产物。     

煤泥水中微细高岭石/蒙脱石颗粒表面水化分子动力学模拟研究

煤泥颗粒界面水化是煤泥水难以沉降脱水的主要原因,采用分子动力学模拟研究了煤泥水中主要微细黏土矿物颗粒高岭石及蒙脱石颗粒界面水化分子动力学特性,模拟计算了矿物颗粒界面水平衡构型、界面原子浓度、水分子扩散系数及金属离子的影响。研究结果表明:水分子能够通过氢键在高岭石及蒙脱石颗粒表面发生水化作用;随水覆盖率(或水分子数)的不断增加,矿物颗粒表面对水分子的束缚力逐渐减小,界面处的氢键作用逐渐减弱,其中水分子在亲水性的高岭石和蒙脱石界面能逐渐形成3个水分子层,总厚度为(8~10)×10-10 m;高岭石(001)面水化程度大于蒙脱石(001)面;二价金属离子对蒙脱石水化的促进作用强于一价金属离子。     

辉钼矿晶面各向异性及其对浮选的影响机制

辉钼矿的晶面各向异性导致其"表面"和"棱面"具有截然不同的性质,进而影响到辉钼矿的浮选效果。通过密度泛函理论,从原子级别直观地阐释了辉钼矿"表面"和"棱面"性质差异的原因,并分别讨论了水、煤油和黄药在辉钼矿表面的作用。结果表明辉钼矿的"表面"为强疏水面,"棱面"为强亲水面。此外,煤油主要是通过静电作用吸附在辉钼矿的含S原子面,而黄药则是通过其C-S单键中S原子与辉钼矿"棱面"Mo原子的成键作用吸附于辉钼矿的"棱面"。     

低碱下氯化氨抑制铜活化黄铁矿浮选机理研究

通过单泡浮选、吸附量测定、X射线光电子能谱(XPS)分析以及溶液化学计算研究了低碱环境下氯化铵抑制黄铁矿硫酸铜活化浮选的机理。单矿物和混合矿浮选结果表明,低碱条件下氯化铵能够有效抑制黄铁矿的铜活化浮选、提高锌硫分离效果。黄铁矿表面产物分析以及溶液化学计算结果表明,氯化铵抑制黄铁矿的铜活化浮选主要通过以下两个途径实现:在低碱性环境下,加入氯化铵后产生的酸碱缓冲对NH3-NH4+能够维持体系pH值,从而维持黄铁矿表面的羟基化程度,使黄铁矿被亲水抑制;NH3(aq)与Cu2+发生配合反应生成铜氨配合物的趋势很大,其能够与黄铁矿表面竞争消耗铜离子,削弱黄铁矿表面的铜离子吸附活化过程。为实现低碱锌硫浮选分离工艺提供了新思路,为在工业中实现低碱锌硫分离工艺奠定了理论基础。