水溶液中碳酸铈的陈化过程

研究了水溶液中碳酸铈沉淀的陈化过程。以氯化铈、碳酸氢铵为原料制备碳酸铈颗粒，并以扫描电子显微镜观察碳酸铈颗粒的形貌与粒度。实验结果表明：当不经过陈化时，碳酸铈颗粒的粒度约为0、1μm，颗粒基本呈球状，团聚在一起；随着陈化时间的增加，碳酸铈颗粒的粒度逐渐增大；当陈化时间为10h时，碳酸铈颗粒为片状晶体，粒度约为6μm。     

阴离子对Mg(OH)2晶体生长及形貌的影响机理

以轻烧粉、氯化铵、硝酸铵、乙酸铵、硫酸铵为原料,氨气为沉淀剂,采用氨循环法制备氢氧化镁晶体,并通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对其进行表征分析。采用Materials Studio分子模拟软件中的CASTEP模块,计算了Cl^-、NO₃^-、CH₃COO^-对氢氧化镁晶体（001）、（101）晶面生长的影响。结果表明,采用不同的镁盐得到不同形貌的氢氧化镁晶体阴离子电负性越大,对晶体形貌影响越小;Mg（OH）₂晶体的（001）、（101）晶面能量与布居数分析表明,Cl^-、NO₃^-、CH₃COO^-使晶体的（001）、（101）面的表面能增大、Fermi能级减小,阴离子与（001）、（101）晶面之间形成新的具有微弱共价性的离子键,影响晶体晶面的生长。理论计算较好地解释了不同形貌的氢氧化镁晶体的形成原因。     

低温固相合成超细正硼酸镍粉体

探讨了采用不同镍源对合成产物正硼酸镍［Ni₃（BO₃）₂］的影响,最终确定以碱式碳酸镍［NiCO₃·2Ni（OH）₂·4H₂O］为镍源与硼酸（H₃BO₃）在较低温度下按化学计量比反应得到目标产物,并通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）对产物结构及形貌进行表征。结合XRD和IR分析结果表明,采用碱式碳酸镍为镍源,与硼酸按照化学计量比,仅在700 ℃焙烧3 h即得到纯净正交结构的Ni₃（BO₃）₂。通过SEM可观察到不使用有机溶剂情况下,采用碱式碳酸镍和硼酸直接焙烧制备的产物分散性好、粒径分布均匀且主要分布在200~250 nm。     

不同晶型纳米二氧化锰制备及对亚甲基蓝吸附性能

以高锰酸钾（KMnO₄）为氧化剂、硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]为还原剂,用水热氧化还原反应制备了层状δ-二氧化锰和隧道型α-二氧化锰纳米材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸-脱附技术对产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。实验结果表明,δ-二氧化锰呈花状微球形貌,具有介孔结构（平均孔径为3.4 nm）,BET比表面积为219 m²/g;α-二氧化锰呈纳米线束形貌,具有部分介孔结构（平均孔径为35.7 nm和154.6 nm）,BET比表面积为26 m²/g。研究了不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的吸附性能。实验结果表明,在相同条件下α-二氧化锰的吸附性能优于δ-二氧化锰,且在碱性环境下吸附效果较好。当反应时间达到120 min时,α-二氧化锰和δ-二氧化锰对亚甲基蓝的去除率分别为84.4%和82.9%。     

聚苯乙烯磺酸钠调控制备球状碳酸铈颗粒研究

采用气相扩散法,通过添加聚苯乙烯磺酸钠（PSS）,制备了球状碳酸铈粒子。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）等对产品进行表征分析。结果表明：PSS可以改变碳酸铈的形貌,当PSS质量浓度为0.50 g/L、Ce（NO3）3浓度为0.07 mol/L时,得到分散均匀、粒径为3 μm左右的球状碳酸铈粒子。同时对其形貌控制机理进行了初步探讨。     

介孔氧化铝纳米材料的制备及除氟性能研究

以氯化铝和铝酸钠为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构调控剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和N₂吸附/脱附等对产物的晶型、形貌和孔结构进行了表征,研究了氧化铝对氟离子的吸附性能。结果表明,水热反应制得前驱体为AlOOH,呈现纳米片组装的花状形貌;550℃煅烧后所得产物为η-Al₂O₃,呈现出分散性良好的纳米颗粒状形貌。η-Al₂O₃具有介孔结构,经PVP调控的η-Al₂O₃有较大的比表面积(132.56 m²/g)和孔容(0.396 cm³/g)。η-Al₂O₃的除氟容量随溶液pH增大先减小后趋于平衡,经PVP调控的η-Al₂O₃具有更优异的除氟性能。η-Al_2...     

聚烯丙基氯化铵调控制备特殊形貌的碳酸铈

以阳离子聚电解质聚烯丙基氯化铵（PAH）为模板剂,采用液相沉淀法制备出规则形貌的花瓣状碳酸铈粒子。通过改变加料方式、PAH浓度、反应温度等因素,研究PAH在其中的作用。研究认为,PAH在制备碳酸铈粒子过程中,PAH与Ce3+形成π-烯丙基络合物,诱导花瓣状碳酸铈晶核的形成,从而控制碳酸铈粒子的形貌及其尺寸大小。     

氢氧根对半水硫酸钙晶体形貌的影响机理

以二水硫酸钙为原料在氢氧化钠-水体系中水热合成不同形貌的半水硫酸钙晶体,并通过XRD、XPS和电导率等手段对水热产物进行表征,研究了OH^-对水热产物晶体形貌的影响机理。结果表明,在碱性条件下可获得不同形貌的半水硫酸钙晶体,随着OH^-浓度的增大,纤维状形貌水热产物的含量减小而短柱状形貌的含量增多,且当OH^-浓度为1.0×10^-2 mol/L时水热产物以短柱状形貌为主。OH^-影响半水硫酸钙晶体形貌的原因：OH^-会消耗溶液中的Ca²⁺,从而促进二水硫酸钙的溶解,而Ca²⁺浓度的减少不利于半水硫酸钙晶体的成核生长;同时,OH^-对二水硫酸钙的促溶作用会增加溶液中SO₄^2-的浓度,从而促进半水硫酸钙晶体沿（110）和（200）晶面的生长;此外,OH^-在（002）晶面选择性吸附并与该晶面的Ca²⁺反应生成Ca（OH）⁺和Ca（OH）₂,从而阻碍半水硫酸钙晶体沿该晶面的生长。在以上3种作用下半水硫酸钙晶体形貌由纤维状向短柱状转变。本研究可为碱性条件下生产不同形貌半水硫酸钙晶体提供一定的理论依据。     

盐湖高锂卤水中硫酸根的分离与锂的迁移

以盐湖高锂卤水为原料,采用化学沉淀法,以无水氯化钙作为沉淀剂,脱除卤水中的硫酸根。详细考察了原料配比（钙离子与硫酸根物质量的比）、加料方式、加料时间、反应时间、搅拌转速和反应温度等条件对除硫率的影响,同时重点研究了反应过程中锂的夹带损失率和生成锂的复盐形式。得到除硫的适宜条件：原料配比为1.2,加料方式为正向加料即氯化钙溶液加入卤水中,反应温度为25 ℃,加料时间为24 min,搅拌转速为150 r/min,反应时间为60 min。在该实验条件下卤水中硫酸根的脱除率达到99.02%,锂的夹带损失率达到27.71%;通过扫描电镜可以得到沉淀产物的形貌,通过XRD表征结果可以说明在分离硫酸根的过程中锂离子主要是以Li₂SO₄·H₂O和LiAl₂（OH）₇（H₂O）₂的形式夹带损失。     

超重力液相沉淀法制备纳米铁酸钴

针对磁力搅拌器制备纳米材料时存在粒径分布宽、分散不均匀的问题,采用撞击流-旋转填料床结合化学共沉淀法,以Fe（NO₃）₃·9H₂O、Co（NO₃）₂·6H₂O、NaOH为原料制备CoFe₂O₄纳米颗粒。研究了转速、液体流量、NaOH浓度以及晶化时间对CoFe₂O₄纳米颗粒粒径的影响;并与磁力搅拌器制备的CoFe₂O₄纳米颗粒在磁性能方面进行了对比。采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电镜（TEM）、纳米粒度仪及振动样品磁强计（VSM）对产物的粒径形貌及磁性能进行表征。结果表明：CoFe₂O₄纳米颗粒的粒径随转速、液体流量和NaOH浓度的增加而减小,但随晶化时间的增加而增大。最佳工艺条件为：转速900r/min,液体流量60L/h,NaOH浓度3mol/L,晶化时间6h。此条件下制备的CoFe₂O₄纳米颗粒的粒径约为20nm,饱和磁化强度为75.43emu/g,较磁力搅拌器提高40%。     

利用连续式膜气液接触器制备纳米CaCO3:粒子形貌和膜污染（英文）

Nanosized calcium carbonate particles were prepared with a continuous gas-liquid membrane contactor. The effects of Ca(OH)2 concentration, CO2 pressure and liquid flow velocity on the particles morphology, pressure drop and membrane fouling were studied. With rising Ca(OH)2 concentrations, the average size of the particles increased. The effects of Ca(OH)2 concentration and CO2 pressure on particles were not apparent under the experimental conditions. When the Ca(OH)2 concentration and liquid flow velocity were high, or the CO2 pressure was low, the fouling on the membrane external surface at the contactor entrance was serious due to liquid leakage, whereas the fouling was slight at exit. The fouling on the membrane inner-surface at entrance was apparent due to adsorption of raw materials. The membrane can be recovered by washing with dilute hydrochloric acid and reused for at least 6 times without performance deterioration.     

Decomposition of CCl2F2 over metal sulfate catalysts

Activity for hydrolysis of CCl₂F₂ (CFC12) on various metal sulfate was investigated. Zr(SO₄)₂ was found to be the most active while FeSO₄, Cr₂(SO₄)₃, Al₂(SO₄)₃, La₂(SO₄)₃ and Ce₂(SO₄)₃ had intermediate activity. MnSO₄, CoSO₄, and MgSO₄ showed low activity and SrSO₄, CaSO₄, and BaSO₄ had even less activity. The major carbon containing product was CO₂ and small amount of CClF₃ and CO were formed over several sulfates. The crystal structure of the sulfates was stable during decomposition of CCl₂F₂, and the conversion reached a steady state after initial decrease at 275 °C over Zr(SO₄)₂ catalyst. The concentration of surface hydroxyl was larger than that over AlPO₄-based catalysts and a reaction mechanism similar to that over AlPO₄-based catalysts was proposed.     

Obtaining CeO2–ZrO2 mixed oxides by coprecipitation: role of preparation conditions

The preparation of CeO₂–ZrO₂ mixed oxides preparation was studied by evaluating the influence of several conditions. Coprecipitation was taken as the standard method and the effects brought about by the cerium salt precursor ((NH₄)₂Ce(NO₃)₆ or Ce(NO₃)₃), the introduction of drying and aging steps as well as pH controlling upon precipitation were analyzed. The samples were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, temperature-programmed reduction, infrared spectroscopy, oxygen storage capacity and surface area. The use of Ce(NO₃)₃ leads to the formation of c-CeO₂ and t-ZrO₂ mixed oxide whereas a solid solution is achieved by using (NH₄)₂Ce(NO₃)₆. It was observed that the cerium precursor is the most significant parameter of preparation procedure since it defines the crystalline phases and consequently the reducibility behavior of the CeO₂–ZrO₂ system.     

二水硫酸钙间接矿化二氧化碳CTAB对碳酸钙晶型的影响

提升产品附加值对改善二氧化碳矿化过程的经济性具有重要意义。在二水硫酸钙与碳酸铵溶液进行间接矿化反应过程中,采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为晶型调节剂,可以获得球霰石晶型的碳酸钙。系统研究了反应时间、反应温度、CTAB加入量对碳酸钙晶型和形貌的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）对碳酸钙的晶型、形貌进行了表征。结果表明：反应过程为先形成亚稳定相的球霰石,再向热力学最稳定的方解石相转化;添加CTAB能够明显地增强球霰石的稳定性;较低温度有利于球霰石的形成;在反应温度为30 ℃、二水硫酸钙和碳酸铵加入量均为0.1 mol/L、CTAB加入量为0.54 mmol/L条件下,碳酸钙中球霰石占比高达80%以上;CTAB在球霰石表面上的吸附降低了其表面能,从而抑制了球霰石向方解石的转化。     

CO2 absorption and regeneration of alkali metal-based solid sorbents

Potassium-based sorbents were prepared by impregnation with potassium carbonate on supports such as activated carbon (AC), TiO₂, Al₂O₃, MgO, SiO₂ and various zeolites. The CO₂ capture capacity and regeneration property were measured in the presence of H₂O in a fixed-bed reactor, during multiple cycles at various temperature conditions (CO₂ capture at 60 °C and regeneration at 130–400 °C). Sorbents such as K₂CO₃/AC, K₂CO₃/TiO₂, K₂CO₃/MgO, and K₂CO₃/Al₂O₃, which showed excellent CO₂ capture capacity, could be completely regenerated above 130, 130, 350, and 400 °C, respectively. The decrease in the CO₂ capture capacity of K₂CO₃/Al₂O₃ and K₂CO₃/MgO, after regeneration at temperatures of less than 200 °C, could be explained through the formation of KAl(CO₃)₂(OH)₂, K₂Mg(CO₃)₂, and K₂Mg(CO₃)₂·4(H₂O), which did not completely converted to the original K₂CO₃ phase. In the case of K₂CO₃/AC and K₂CO₃/TiO₂, a KHCO₃ crystal structure was formed during CO₂ absorption, unlike K₂CO₃/Al₂O₃ and K₂CO₃/MgO. This phase could be easily converted into the original phase during regeneration, even at a low temperature (130 °C). Therefore, the formation of the KHCO₃ crystal structure after CO₂ absorption is an important factor for regeneration, even at the low temperature. The nature of support plays an important role for CO₂ absorption and regeneration capacities. In particular, the K₂CO₃/TiO₂ sorbent showed excellent characteristics in CO₂ absorption and regeneration in that it satisfies the requirements of a large amount of CO₂ absorption (mg CO₂/g sorbent) and fast and complete regeneration at a low temperature condition (1 atm, 150 °C).     

二氧化碳鼓泡碳化法制备碳酸钙的研究

以氯化钙为钙源,硝酸锌为添加剂,与二氧化碳鼓泡碳化反应制备碳酸钙,探究了各因素对鼓泡碳化法制备碳酸钙的影响,运用单一因素变量法对鼓泡碳化法做了优化。利用XRD,SEM研究了氨水含量、CO₂流量、碳化温度、碳化时间、硝酸锌添加量对碳酸钙形貌、结构的影响及机制。结果表明,当氨水体积分数为2.4%、CO₂流量为180 mL/min、碳化时间为30 min、碳化温度为30 ℃、硝酸锌添加量为0.002 mol时,可制得形貌为球形,且为单一晶型、结晶完善的碳酸钙颗粒。并设计了正反滴实验,验证并完整提出了CaCl₂-CO₂-CaCO₃体系中碳化反应作用机理。     

铈锆固溶体CexZr1-xO2上H2S的选择性催化氧化性能

采用共沉淀法合成一系列具有不同Ce/Zr物质的量比的铈锆固溶体Ce_xZr_1-xO₂,考察Ce/Zr比例对H₂S选择氧化反应催化活性的影响。通过XRD、BET、Raman、XPS、CO₂-TPD、O₂-TPD、H₂-TPR等手段对铈锆固溶体的晶体结构、表面性质、碱性位以及氧化还原性等进行表征。结果表明,所有的铈锆固溶体催化剂均可以在化学计量比的氧气下具有优良的低温催化活性,催化活性随着Ce/Zr比例的提高而增加,其中Ce_0.9Zr_0.1O₂活性最高,(160~260) ℃转化率均保持在95%以上,在180 ℃时硫收率可达到97%,这主要是因为Ce_0.9Zr_0.1O₂具有最多的中度碱性位、活性位数量和强的氧化还原性。同时推测Ce⁴⁺为催化反应的活性位,并遵循氧化还原机理。此外,催化剂的失活主要是由于催化剂表面生成硫酸盐物种,消耗了活性组分Ce⁴⁺。     

碳酸钠浓度对废电池铅膏脱硫影响机制与动力学

以铅膏为研究对象,采用碳酸钠为脱硫剂,系统研究了碳酸钠浓度对铅膏脱硫率及铅收得率的影响,并借助化学分析、扫描电镜分析仪（SEM-EDS）、X射线衍射分析仪（XRD）揭示了铅膏脱硫反应机理,计算了动力学参数。结果表明,铅膏脱硫率随碳酸钠浓度的增加而增大,而铅收得率变化规律相反。铅膏主要由硫酸铅及铅的氧化物组成。在碳酸钠浓度小于0.150 mol/L时,脱硫产物中主要以PbCO₃和Pb₃（CO₃）₂（OH）₂形式存在;随着浓度的增加,PbCO₃不断向Pb₃（CO₃）₂（OH）₂转化,并最终转化为NaPb₂（CO₃）₂（OH）₂,导致铅收得率降低。铅膏脱硫过程活化能随浓度的增大而减小,受化学反应控制。浓度低于0.208 mol/L时,活化能降低幅度较大,由7.275 kJ/mol降至5.312 kJ/mol,之后活化能随浓度的增加变化程度较小。     

电石渣制备碳酸钙微粉的晶型转变

为了提高电石渣的附加值,在未使用晶型诱导剂的情况下,研究盐酸的用量、提取温度和二氧化碳的流量对电石渣合成碳酸钙形貌的影响。用XRD、FT-IR 表征了合成的产物,用扫描电子显微镜（SEM）观察研究了产物粒子的形状,结果表明,盐酸的用量和提取温度均会对碳酸钙的晶型和形状有影响。随着盐酸用量的增大,碳酸钙由不规则的方解石型转变为部分规则的球状结构,当浸取剂完全是盐酸的时候,碳酸钙的晶型从方解石型完全转变为球霰石型结构,颗粒粒径为4~5 μm。另外,当提取温度从18 ℃升高到30 ℃以上后,碳酸钙由方解石和球霰石两种晶体结构并存的状态转变为单一的球霰石型结构。