CaCl_2-HCl-H_2O体系中由CaSO_4·2H_2O制备CaSO_4·0.5H_2O的相转变过程研究

为了合理利用低浓度氯化钙废液,以浓硫酸与氯化钙废液反应制备的二水硫酸钙为原料,再以CaCl2-HClH2O混合电解质溶液为相转变介质,制备应用价值高的半水硫酸钙。文中研究了该体系中温度和HCl,CaCl2,Mg2+质量分数对CaSO4·2H2O脱水转变为CaSO4·0.5H2O所需的相转变时间、晶体形态变化的影响。以结晶水质量分数确定相转变时间,以晶体图片表征晶体形态的变化。结果表明:相转变时间随着温度以及HCl,CaCl2,Mg2+质量分数的增加而逐渐缩短;单因素实验研究中,温度高于343.15K,HCl,CaCl2,Mg2+质量分数分别超过3.65%,38.85%,0.001%时,相转变时间缩短趋势减缓;晶体形态逐渐由片状转变为针状。该方法可作为HCl法湿法磷酸工艺中低浓度氯化钙废液利用的有效途径。     

(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中CaSO_4·2H_2O溶解度模型

在25℃恒温水浴中,采用EDTA滴定、ICP-AES检测二水硫酸钙在0~2.50 mol/kg硫酸铵溶液中的溶解度,结果显示在同离子效应和盐效应影响下,二水硫酸钙的溶解度随硫酸铵浓度增加先降低后增大,突变点的硫酸铵质量摩尔浓度为0.07 mol/kg;建立二水硫酸钙在(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的溶解度模型,并利用建立的溶解度模型拟合实验数据,拟合效果较好,且平均相对误差为4.50%。研究结果为CO_2矿化磷石膏反应器的优化设计提供了基础数据和理论依据。     

(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中CaSO_4·2H_2O溶解度的突变现象

在25℃、搅拌转速180 r/min的条件下,通过实验和理论研究硫酸铵浓度(≤2.50 mol/L)对二水硫酸钙溶解度的影响。结果表明:在同离子效应与盐效应的协同作用下,硫酸铵浓度为0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度发生突变。当硫酸铵浓度小于0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度随着硫酸铵浓度的增加而减小;而当硫酸铵浓度在0.07~2.50 mol/L时,二水硫酸钙溶解度随着硫酸铵浓度的增加而增加。基于活度积公式和德拜休克尔公式,建立方程预测硫酸铵浓度对二水硫酸钙溶解度的影响,该方程计算值与实验值有很高的吻合度。研究结果为优化磷石膏矿化反应器提供了理论依据。     

HCl－NaCl－DMS－OH_2O体系中HCl的活度系数

采用电动势法测定了ＨＣｌ＋ＮａＣｌ＋ＤＭＳＯ＋Ｈ_２Ｏ体系在２９８．１５～３１８．１５Ｋ范围内，总离子强度分别恒定在Ｉ＝０．１，０．２，０．５ｍｏｌ·ｋｇ~（－１）情况下的ＨＣｌ的活度系数。应用最小二乘法拟合，表明ＨＣｌ的活度系数遵守Ｈａｒｎｅｄ规则。从粒子间微观相互作用出发阐明了Ｈａｒｎｅｄ参数α_Ａ的物理意义，并给出了α_Ａ与温度和溶液离子强度之间的关系。     

CaO－SiO_2－CaSO_4－CaF_2－MgO体系中3C_2S·3CaS

３Ｃ＿２Ｓ·３ＣａＳＯ＿４·ＣａＦ＿２是水泥生产中应用ＣａＳＯ＿４和ＣａＦ＿２作为复合矿化剂时重要的中间化合物。本工作首次较完整地探讨了ＭｇＯ存在时３Ｃ＿２Ｓ·３ＣａＳＯ＿４·ＣａＦ＿２的形成动力学，发现ＭｇＯ的存在降低了反应的活化能，提高了反应组元的扩散速率，促进了３Ｃ＿２Ｓ·３ＣａＳＯ＿４·ＣａＦ＿２的形成。     

MnS_2O_6－MnSO_4－H_2O水盐体系相平衡研究

用湿渣法测定了ＭｎＳ２Ｏ６－ＭｎＳＯ４－Ｈ２Ｏ三元水盐体系在１０℃和５０℃下的相图，并提出从该体系中分离出ＭｎＳ２Ｏ６和ＭｎＳＯ４的途径。     

MnS_2O_6－MnSO_4－H_2O水盐体系相平衡研究

用湿渣法测定了ＭｎＳ２Ｏ６－ＭｎＳＯ４－Ｈ２Ｏ三元水盐体系在１０℃和５０℃下的相图，并提出从该体系中分离出ＭｎＳ２Ｏ６和ＭｎＳＯ４的途径。     

O_2对C_2H_4/C_2H_6体系中C_2H_4的吸附性能影响

环氧乙烷生产过程中排放的尾气含有C2H4、C2H6和O2等组分,若采用变压吸附法回收其中的C2H4时,需要考虑O2对吸附分离C2H4的影响。在固定床吸附柱上,测定了有O2存在时,C2H4/C2H6体系在3种吸附剂(活性炭、NJ络合吸附剂和NK络合吸附剂)上的动态吸附行为,考察了O2对不同吸附剂吸附C2H4的选择性和稳定吸附容量的影响。结果表明:在有O2的实验条件下,NK络合吸附剂对C2H4/C2H6体系能优先吸附C2H4,且C2H4的吸附性能不受O2的影响,C2H4/C2H6的分离系数为10;NK络合吸附剂具有稳定的有效C2H4吸附量9.2 mL/g。实验结果为工业回收C2H4提供了基础。     

铵明矾在NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O+NaCl+H_2O体系中溶解度的测定及关联

以铵明矾结晶法从含有氯化钠的废水中同时回收Al~(3+),NH_4~+和SO_4~(2-)离子,需要铵明矾在不同浓度氯化钠水溶液中的溶解度数据。文中采用静态法测定了铵明矾在283.15—323.15 K范围、氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg水溶液中的溶解度。用Apelblat方程和λh方程对铵明矾溶解度实验数据进行了关联。实验表明:铵明矾溶解度随着温度升高而增大;随氯化钠质量摩尔浓度的增加而增大,盐溶效应明显。Apelblat方程和λh方程对铵明矾在氯化钠水溶液中溶解度的关联效果良好,相关系数R~2均大于0.999。采用冷却结晶法可以从含有氯化钠的废水中回收得到铵明矾;Apelblat方程和λh方程可用于关联氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg范围内铵明矾的溶解度。     

乙二胺对CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O反应体系制备球霰石络合作用的研究

烟气CO_2与工业固废磷石膏(CaSO_4·2H_2O)在CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O多相复杂体系中生成碳酸钙与硫酸铵,反应体系中游离的Ca~(2+)浓度呈下降趋势,产物CaCO_3为方解石和球霰石混合晶型。研究以乙二胺为添加剂,在固定搅拌转速、CO_2流量、氨水浓度的条件下,研究乙二胺(EDA)对CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O反应体系制备球霰石的影响及作用机理。结果表明:添加剂乙二胺以钙络合剂的形式参与反应抑制结晶,将反应体系的诱导期延长至60 min,根据质量守恒定律和配位解离平衡模拟的硫酸根浓度理论值与硫酸根浓度实验值、钙元素浓度实验值之间的误差小于20%。钙以游离态或与乙二胺形成配合物的形式存在于溶液中,钙浓度呈先上升后下降趋势,上升阶段钙浓度大于20℃时CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O的溶解度15 mmol×L~(-1),获得单一形貌的碳酸钙产品球霰石。随着乙二胺浓度的升高,诱导期内体系中钙浓度增加。通过延长诱导期,将反应结晶过程中的溶解与结晶过程分离,为直接制备纯净球霰石提供理论和可行性方面的指导。     

汽相循环法测定CO_2－C_2H_5OH－H_2O－夹带剂体系相平衡

本文建立了一种新型的单汽相循环法汽液平衡测定装置，仅用一只循环泵实现了汽相循环和汽、液相的采样分析。测定了３１３．２Ｋ、１０ＭＰａ下，ＣＯ_２－Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ－Ｈ_２Ｏ－夹带剂（乙二醇或丙三醇）体系的相平衡数据。实验结果表明：对于乙醇浓度高于０．３５ｍｏｌ的乙醇水溶液，其中含有０．１ｍｏｌ的夹带剂的原料，比单用二氧化碳萃取（无夹带剂加入）具有更高的汽相溶解度和分离选择性，但仍然不能打破乙醇－水体系的常压恒沸点。     

Na_2SO_4·10H_2O和Na_2HPO_4·12H_2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4.10H2O体系、Na2HPO4.12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施。研究结果表明,Na2SO4.10H2O体系的相变温度为33℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在。Na2HPO4.12H2O体系的相变温度约35℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸 3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳。结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4.10H2O体系和Na2HPO4.12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征,(80%Na2SO4.10H2O 20%Na2HPO4.12H2O)复合体系的相变温度为28~29℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除。     

在H_2SO_4-H_2O体系中滤液循环使用对无水硫酸钙晶须形貌影响

以脱硫石膏为原料,在H_2SO_4-H_2O体系,采用水热法制备无水硫酸钙晶须。研究了在加或不加硬脂酸的条件下,滤液循环次数对无水硫酸钙晶须形貌的影响,并探讨其作用机理。实验发现,滤液的循环利用对无水硫酸钙晶须的生长有较大影响,但不影响物相组成。滤液循环利用1次,有利于无水硫酸钙晶须的制备,且添加硬脂酸有利于晶须的生成,但增加滤液循环次数,不利于晶须生长。     

天然碱苛化液体系的四元相图研究——150℃NaOH—Na_2CO_3—NaCl—H_2O、NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—H_2O NaOH—Na_2SO_4—NaCl—H_2O和Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O,四个四元体系的相平衡研究

本文测定了150℃的NaOH—Na_2CO_3—NaCl—H_2O、NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—H_2O、NaOH—Na_2SO_4—NaCl—H_2O和Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O四个四元体系的34组相平衡数据,完善了这四个体系的相平衡研究,填补了文献空白。结合前人工作,绘制了各体系的相图。本文给出的上述四个四元体系的相图,为进一步研究150℃NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O五元体系奠定了基础。     

三元体系NaCl+NH_4Cl+H_2O 323.15K介稳相关系研究

采用等温蒸发法研究了三元体系NaCl+NH4Cl+H2O 323.15 K时的介稳相关系,测定了该三元体系323.15 K时的介稳平衡数据及平衡液相的密度、折光率等物化性质,绘制了相应的介稳相图及物化性质组成图。结果表明,323.15 K时,该三元体系为简单共饱和型,无复盐和固溶体生成,其介稳相图由1个三元共饱点(E)、2条单变量线和2个结晶相区组成,其中NH4Cl的相区较大,NaCl的相区较小。平衡液相的物化性质随液相组成的变化呈现规律性变化。     

HCl－H_2SO_4混酸中各添加剂的缓蚀和去锈作用

研究了各添加剂在ＨＣｌ／Ｈ_２ＳＯ_４混酸中的缓蚀和去锈能力，发现了有些添加剂，像烷基硫酸纳和硫脲，并不适宜在该体系中用作除油和缓蚀剂。     

H_2O_2－H_2SO_4系黄铜化学抛光的研究

采用扫描电镜、光反射率法和电化学方法观测了黄铜在Ｈ２Ｏ２—Ｈ２ＳＯ４系化学抛光过程中的表面形貌、表面光亮度、电位时间曲线、电流时间曲线。结果表明，黄铜的化学抛光包括浸蚀、光亮和过腐蚀三个阶段，同时对黄铜化学抛光机理也进行了探讨。     

添加剂对喷雾冷冻干燥MgAl2O4粉体性能的影响

以聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)作为添加剂,采用喷雾冷冻干燥技术制备MgAl2O4造粒粉体.通过振实密度测量仪、扫描电镜、万能试验机等设备系统研究了不同PVA和PEG添加量下造粒粉体的流动性、颗粒形貌、粒径分布及颗粒强度等性能.通过粉体成型和烧结过程,分析了造粒粉体性能对素坯密度、微观结构和陶瓷光学质量的影响.结果 表明,添加PVA和PEG造粒粉体制备的素坯在预烧过程可以避免晶界大气孔的生成,有利于通过热等静压处理消除残余气孔.添加PEG样品的气孔尺寸较小,短波范围内的透过率提高.添加3wt％PVA和PEG造粒粉体制备的MgAl2O4透明陶瓷在400 nm波长处的透光率分别为76.3％和77.1％,明显高于无添加剂的样品.     

竹红菌素在DMF－H_2O混合体系中的电化学研究

本文研究了竹红菌素ＨＡ，ＨＢ以及１３－ＳＯ_３Ｎａ－ＤＤＨＡ在ＤＭＦ－Ｈ_２Ｏ（体积分数＝１）混合体系中的电化学氧化还原性质。结果表明，它们都为两步单电子还原过程，反应机理为：油溶性．水溶性１３－ＳＯ３Ｎａ－ＤＤＨＡ：（第一步）（质子化）；（第二步）．并且，ＨＡ，ＨＢ的单电子还原半醒自由基非常稳定，而１３－ＳＯ_３Ｎａ－ＤＤＨＡ单电子还原半醌自由基存在歧化反应，其速率常数ｋ_ｆ＝０．４０８。