响应曲面法优化碳酸锂反应结晶工艺

碳酸锂是制备各种锂化合物的基础锂盐,碳酸锂的制备是锂产业链当中的承前启后的关键技术。以察尔汗盐湖老卤为原料,采用响应曲面法中的central composite design（CCD）设计实验,分别考察了温度、碳酸钠加料速度、碳酸钠浓度和锂离子浓度4个因素及交互作用对反应结晶工艺中碳酸锂的收率和粒度的影响,并分别建立了响应值与影响因素之间的回归方程。响应预测最佳值为：碳酸锂收率93.68%、粒径（d₅₀）16.73 μm;相应的实验值分别为94.01%和16.91 μm。预测值与实验值接近,误差较小,说明响应曲面法建立的预测碳酸锂反应结晶的模型可靠,在最佳工艺条件下分析所制得的产品,用ICP-AES分析纯度为99.52%,用XRD分析基本无杂峰,说明反应结晶生成Li₂CO₃晶体,其主要晶面为（-1 1 0）、（-2 2 0）和（0 0 2）。     

硫代杯[4]冠-4在硝酸体系中对Sr2+的萃取

乏燃料后处理的高放废液分离过程中,发展新型分离材料实现对锶的高效萃取至关重要。合成了1,2交替构象的硫代杯[4]冠-4(TCACE),利用FT-IR、¹H NMR和MS对目标产物进行了表征。研究不同稀释剂对萃取的影响,优化得出CH₂Cl₂为稀释剂,在硝酸浓度为3 mol·L^-1,有机相中硫代杯[4]冠-4浓度为1×10^-3 mol·L^-1,水相中Sr²⁺浓度为5×10^-4 mol·L^-1,萃取温度为25℃,萃取80 min条件下,平均传质系数为1.36×10^{-5 m}·s^-1,Sr²⁺的分配比为0.69。分析了不同条件对硫代杯[4]冠-4对Sr²⁺的萃取影响,研究了萃取计量方程式,实验结果表明萃合物为{Sr(NO₃)₂}·{TCACE}。研究了TCACE对其他金属离子Mo⁶⁺、Ni²⁺、Ag⁺、Sn⁴⁺等的萃取效果,表明对Sr²⁺具有较好的选择性。     

1,3-二元脂肪醇萃取硼酸的平衡特性

基于1,3-二元脂肪醇的溶剂萃取法在盐湖卤水提硼方面有广阔的应用前景,系统研究了两种1,3-二元脂肪醇萃取剂:2-乙基-1,3-己二醇(EHD)和2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(BEPD)对硼酸的萃取性能,分别考察了萃取剂浓度、原料液pH、硼酸浓度、氯化镁浓度以及温度等因素对硼酸分配系数的影响。实验结果表明,温度为303.15 K,原料液中硼酸浓度为0.0185 mol·L^-1,EHD和BEPD甲苯溶液中浓度均为0.4 mol·L^-1时,硼酸的分配系数分别达到9.43和8.25。高浓度的萃取剂和较低的原料液pH条件对提高分配系数有利;分配系数随原料中硼酸浓度和反应温度的升高而降低,1,3-二元脂肪醇萃取硼酸的过程为放热过程;氯化镁存在下的盐析效应也有利于硼酸的萃取分配。     

微反应器内制备4-（6-羟基己氧基）苯酚工艺

研究了在微反应器中利用Williamson合成法连续高效制备4-（6-羟基己氧基）苯酚的工艺过程。通过响应曲面法中的Box-Behnken模型设计实验，考察了反应温度、催化剂浓度、物料比、停留时间以及因素间的交互作用对目标产物收率的影响，并建立了响应值与影响因素之间的回归模型。根据该模型预测得到的最佳操作工艺参数为：反应温度135℃，NaOH浓度2.35 mol·L^-1，物料摩尔比2.81，停留时间2.70 min。在此条件下产物收率达79.5%，且预测值与实验值吻合良好。此外，建立了一套产物提纯方案，并通过¹H NMR谱图对产物结构进行确认。     

多级离心逆流萃取萘普生对映体模拟及实验研究

基于萘普生(NAP)对映体的单级手性萃取数学模型和质量守恒定律,建立了多级离心逆流萃取萘普生对映体数学模型。采用Matlab语言编写程序模拟了相比、萃取剂浓度、水相pH值等参数对萃取相出口对映体过剩量和产率的影响,并经实验研究对模型模拟进行验证。结果表明:采用中间进料,对映体浓度[R,S-NAP]=0.025 mol·L^-1、萃取剂浓度[C]=0.050 mol·L^-1、相比W/O=7、水相pH=2.5、温度T=5℃时,经10级离心逆流萃取后萃取相出口S-NAP对映体过剩量为45%,相应的产率60%,实验结果和模型模拟值符合得很好。     

显色剂5-(5-碘-2-吡啶偶氮)-2,4-二氨基甲苯测定催化剂中的微量铂

研究了5-(5-碘-2-吡啶偶氮)-2,4-二氨基甲苯(5-I-PADAT)与贵金属铂(Ⅳ)的显色反应,建立了分光光度法测定铂的新方法。结果表明,在pH=5.5的HAc-NaAc缓冲溶液中,铂(Ⅳ)与试剂形成稳定络合物,络合物于3.5 mol·L^-1盐酸介质中可转变为另一种具有较高吸收特性络合物,最大吸收波长为595 nm,表观摩尔吸光系数为3.2×10⁴ L·(mol·cm)^-1。铂含量在（0～1.5） μg·mL^-1符合比尔定律。实验建立的分析方法快速,手续简便,选择性较好。     

利用微生物燃料电池同步降解沼液和三苯基氯化锡

微生物燃料电池(MFC)作为一种同步产电和除污的新型电化学装置,为有效处理难降解有机污染物提供了一种途径。基于阴极Fenton反应,提出了一种耦合典型双室MFC中阳极沼液产电及阴极降解有机锡的新方法。结果表明,阳极产电生物膜经驯化后MFC的最高电压提高了50.32%,而且电压稳定时间延长了1倍。MFC运行结束后,阳极沼液COD、总氮、总磷的去除率分别为85.35%±1.53%、59.20%±5.24%、44.98%±3.57%。阴极三苯基氯化锡(TPTC)的降解率随其初始浓度增加而降低。在添加100 μmol·L^-1 TPTC时,MFC的最高输出电压为280.2 mV,最大功率密度为145.62 mW·m^-2。TPTC在14 d后完全降解,降解效率为91.88%,降解速率约为0.273 μmol·L^-1·h^-1。研究结果可为利用MFC同步处理阳极有机废水和阴极有机污染物的实际应用提供基础支持。     

以Ce3+/Ce4+为媒质间接电合成1,4-萘醌

探讨了以Ce³⁺/Ce⁴⁺为媒质的1,4-萘醌间接电化学合成反应。考察了液相氧化、Ce³⁺电解氧化过程的影响因素,并进行了萘醌的间接电合成实验。结果发现,硫酸浓度、溶液温度对铈离子的氧化能力和电化学反应活性具有重要的影响;当温度为70℃、硫酸浓度为1.0 mol·L^-1时,液相氧化反应的收率最高(85.8%)。Ce³⁺电解氧化的最优条件为:电流密度50 mA·cm^-2、硫酸浓度1.0 mol·L^-1、温度为50℃,其电流效率可达90.6%;间接电合成实验过程中萘醌的平均收率达85.7%,Ce³⁺电解氧化的平均电流效率达87.8%,并且电解过程具有良好的稳定性,表明该技术具有良好的产业化应用前景。     

钙碳比对CaSO4-CaCO3-(NH4)2CO3-H2O体系反应-结晶过程的影响

在CaSO₄-CaCO₃-（NH₄）₂CO₃-H₂O反应体系中,生成碳酸钙与硫酸铵的控速步骤是石膏溶解。溶解表面被新生的碳酸钙结晶覆盖是重要影响因素。基于反应面模型,通过调整钙离子溶出速率与碳酸根加入速率之比（钙碳比）,将反应-结晶面控制在溶解表面的固液扩散边界层临界距离之外从而避免覆盖。实验采用表面积一定的天然纯净块状石膏试样,并向溶解体系滴加碳酸铵溶液,使钙碳比分别为0.125、0.25、0.5、1、2、4和8,观察碳酸钙在石膏表面的包覆现象,并预测反应-结晶面与溶解表面之间的微距离。结果显示,当钙碳比为0.125、0.25、0.5和1时,试样表面出现碳酸钙包覆但包覆量随λ增大而减小;当钙碳比为2、4和8时,试样表面不出现包覆,碳酸钙结晶生成于液相主体。将钙碳比为1视为临界值,该条件下反应-结晶面与溶解表面的微距离大于18 μm。     

液相还原法制备纳米镍粉

采用液相还原法在搅拌反应器内进行了纳米镍粉的制备研究。系统考察了反应物浓度、反应物配比（N₂H₄：NiSO₄）、引发剂浓度、氢氧化钠浓度、反应温度、搅拌速度等操作条件对镍粉物性的影响规律,获得了较优操作条件：NiSO₄为0.8 mol·L^-1,反应物配比为6：1,NaBH₄浓度为0.01 mol·L^-1,NaOH浓度为1 mol·L^-1,反应温度80℃,搅拌速度为2400 r·min^-1,在较优条件下制备出常温下稳定性良好、平均粒径107 nm的面心立方结构的纳米镍粉。     

离子浓度和分散剂对合成Nd:YAG粉体晶相的影响

以碳酸氢铵为沉淀剂,共沉淀合成了Nd:YAG陶瓷粉体。分析了合成过程中盐溶液离子浓度和分散剂含量对粉体后期晶相转变的影响。研究结果表明盐溶液浓度在0.16 mol·L^-1和0.32 mol·L^-1时,煅烧过程中粉体出现Y₂O₃、YAM等过渡晶相,这些过渡相需要在更高的温度才能完全转化为纯YAG晶相。当盐溶液浓度降低到0.08 mol·L^-1, pH调节到8.0时,各组分离子和掺杂离子达到分子水平的均匀混合,合成粉体煅烧过程中直接转化为YAG晶相。添加的分散剂 对Al₂O₃和Y₂O₃扩散反应生成YAG晶相有一定的阻碍作用。采用纯相的Nd:YAG粉体制备的多晶透明陶瓷获得了1.6W的激光输出。     

CO2碳酸化石灰岩酸解产物回收乙酸及副产沉淀碳酸钙

乙酸酸解石灰石造腔是一种建造地下储库同时环保地开采石灰岩制备沉淀碳酸钙的新方法。通过耦合乙酸酸解石灰石及酸解产物乙酸钙CO₂碳酸化的工艺过程,研究了乙酸酸解石灰岩的表面反应动力学和乙酸钙CO₂碳酸化的工艺技术条件。采用正交实验分析法,研究了CO₂碳酸化反应中乙酸钙浓度、反应温度、CO₂压力、反应时间对乙酸钙碳酸化反应制沉淀碳酸钙的影响,并通过正交实验确定了最优化操作条件。实验结果表明,乙酸酸解反应速率主要受乙酸浓度控制。CO₂碳酸化反应在当乙酸钙溶液浓度为0.631 mol·L^-1,CO₂压力为5.0 MPa,温度为80℃,反应时间为50 min时CO₂碳酸化效率达到最高（23.13%）,生成的沉淀碳酸钙产品各项指标均符合中国国标优级要求。     

真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+,Mg2+和CO32-)的行为,揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律.研究了"NaOH-Na2CO3"两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响.研究结果表明,通过优化两碱用量,调控卤水pH值,可以在脱除钙镁离子的同时,实现碳酸根离子的高效利用,控制...     

L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物（Lys-PASP）,用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜（SEM）的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化,使得钙垢疏松、细小,抑制了它们长成致密结构的钙垢,从而达到很好的阻垢效果;Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化,减缓了试片表面点蚀的发生;另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca²⁺的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L^-1时,对CaCO₃的阻垢率为98.7%,对CaSO₄阻垢率接近于100%,而在温度达到80℃、Ca²⁺分别达到500 mg·L^-1和7000 mg·L^-1的浓度时,Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外,用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L^-1时,Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%;用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。     

锌催化电还原脱氯合成2,3,5,6-四氯吡啶:反应机理和工艺优化

采用循环伏安法和恒电位电解法,探讨了含有ZnCl₂的乙睛水混合溶液中五氯吡啶(PCP)在不锈钢阴极表面电还原脱氯生成2,3,5,6-四氯吡啶(2,3,5,6-TCP)的反应机理;采用恒电流电解法对该电还原脱氯过程的各种工艺条件进行了优化。结果表明:该体系中PCP电还原脱氯生成2,3,5,6-TCP主要遵循以Zn/Zn²⁺为氧化还原媒介的间接电还原机理;优化工艺条件下(阴极液含0.025mol·L^-1HCl+15%(体积分数)水+0.2mol·L^-1苯磺酸钠+0.16mol·L^-1ZnCl₂的乙腈溶液;电流密度为1.25A·dm^-2),0.08mol·L^-1PCP能高选择性地脱氯生成2,3,5,6-TCP,2,3,5,6-TCP的收率和电解电流效率分别可达88.7%和59.1%。     

The CO2 absorption and desorption performance of the triethylenetetramine + N,N-diethylethanolamine + H2O system

Post-combustion CO₂ capture (PCC) process faces significant challenge of high regeneration energy consumption. Biphasic absorbent is a promising alternative candidate which could significantly reduce the regeneration energy consumption because only the CO₂-concentrated phase should be regenerated. In this work, aqueous solutions of triethylenetetramine (TETA) and N,N-diethylethanolamine (DEEA) are found to be efficient biphasic absorbents of CO₂. The effects of the solvent composition, total amine concentration, and temperature on the absorption behavior, as well as the effect of temperature on the desorption behavior of TETA-DEEA-H₂O system were investigated. An aqueous solution of 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA spontaneously separates into two liquid phases after a certain amount of CO₂ is absorbed and it shows high CO₂ absorption/desorption performance. About 99.4% of the absorbed CO₂ is found in the lower phase, which corresponds to a CO₂ absorption capacity of 3.44 mol·kg^-1. The appropriate absorption and desorption temperatures are found to be 30℃ and 90℃, respectively. The thermal analysis indicates that the heat of absorption of the 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA solution is -84.38 kJ·(mol CO₂)^-1 which is 6.92 kJ·(mol CO₂)^-1 less than that of aqueous MEA. The reaction heat, sensible heat, and the vaporization heat of the TETA-DEEA-H₂O system are lower than that of the aqueous MEA, while its CO₂ capacity is higher. Thus the TETA-DEEA-H₂O system is potentially a better absorbent for the post-combustion CO₂ capture process.     

氨缓冲体系强化高纯重质碳酸锰的制备

以碳酸钠和高纯硫酸锰为原料,通过共沉淀法在氨缓冲溶液中制备高纯重质碳酸锰。当硫酸锰和碳酸钠溶液浓度都为1.5 mol·L^-1、碳酸钠过量系数为110%、溶液pH为8.5、温度为50℃、滴加速率为120 ml·h^-1时,得到的碳酸锰视密度达1.67 g·cm^-3,振实密度达2.15 g·cm^-3。氨缓冲体系增加了溶液的稳定性,抑制了溶液中氢氧化锰和偏氢氧化锰的生成,制备出的高密度碳酸锰形貌趋于球形,粒径分布均匀,D₅₀平均大小为30.32 μm。以本研究制备的碳酸锰为锰原料焙烧得到的四氧化三锰松装密度为1.09 g·cm^-3,振实密度为2.18 g·cm^-3,锰的含量可达71.85%。     

富钙溶液中萃取与反应耦合强化CO2矿化过程

提出一种溶剂萃取与Ca²⁺碳酸化的耦合反应过程,以三丁胺为萃取剂将HCl从水相萃取到有机相,在固定CO₂的同时实现CaCl₂的碳酸化,副产碳酸钙与氯化铵。实验结果显示,超过98%的Ca²⁺在1400s内沉淀为碳酸钙,反应后有机相迅速与水相实现分层,并通过与氨水反应再生,三丁胺回收率约为98%。采用粒径分布与显微镜观察证明了Ca²⁺沉淀过程发生在油包水结构中。以15%浓度的CO₂作为碳源,反应时间为2700 s时,Ca²⁺沉淀率达到98.31%,显示该工艺将高成本的CO₂捕集过程和封存过程集成,可处理低浓度烟气中的CO₂。过程无须CO₂捕集费用以及热量输入,同时副产碳酸钙和氯化铵产品,有望缓解常规CO₂捕集封存技术高成本的难题。     

Feasibility analysis of SO2 absorption using a hydrophilic ceramic membrane contactor

Hydrophilic ceramic membranes would be potential candidates for membrane gas absorption if they could be applied to appropriate separation processes. This study highlights a novel concept for the practical implementation of SO₂ absorption in hydrophilic ceramic membrane that exhibits outstanding thermal and mechanical stabilities. With this aim, we investigated experimentally the performance of SO₂ absorption into aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution in a hydrophilic alumina (Al₂O₃) membrane contactor in terms of SO₂ removal efficiency and SO₂ mass transfer flux, and compared the performance with that in a hydrophobic one. A series of experiments were performed at various conditions over a NaOH concentration range of 0-1.0 mol·L^-1, a liquid flow rate range of 30-180 ml·min^-1, a gas flow rate range of 120-1000 ml·min^-1, an inlet SO₂ concentration range of 400-2000 μl·L^-1, and a temperature range of 10-35℃. It was found that the hydrophilic membrane was more competitive when using a NaOH concentration higher than 0.2 mol·L^-1. Furthermore, it can be inferred that the hydrophilic α-Al₂O₃ membrane exhibited exceptional long-term stability under 480 h continuous operation.     

煤粉炉SNCR对SO3生成影响的数值模拟

基于详细化学反应机理,利用CHEMKIN-PRO软件中的平推流反应器研究了选择性非催化还原（SNCR）脱硝过程对SO₃生成作用,以及烟气中SO₂、NO、O₂和H₂O的体积浓度对SO₃生成量的影响。结果表明,氨的注入改变了SO₃生成机理和主要路径,明显促进烟气中SO₂向SO₃氧化。在NH₃的体积浓度为300 μl·L^-1、SO₂的体积浓度为2000 μl·L^-1、停留时间1.9 s内温度从1373 K降低至573 K时,生成的SO₃体积浓度大于10 μl·L^-1。随着SO₂体积分数的降低,生成的SO₃体积浓度减小,但转化率有所增加;此外生成的SO₃体积浓度随O₂体积浓度、NO体积浓度和停留时间的增加而增加,随着H₂O体积浓度的增加而减小。燃用高硫煤时,SNCR对SO₃的生成作用必须给予重视。