不同组合配位剂对化学镀镍−钨−磷合金的影响

以柠檬酸钠为主要配位剂,乳酸、甘氨酸、硫酸铵分别为辅助配位剂,在硬铝上二次浸锌后化学镀Ni-W-P合金。基础镀液和工艺条件为:NiSO₄·6H₂O 20 g/L,Na₂WO₄·2H₂O 20 g/L,NaH₂PO₂·H₂O 30 g/L,CH₃COONa·3H₂O 20 g/L,硫脲2 mg/L,pH 8.0,温度85℃,时间1 h。研究了不同配位剂组合对化学镀Ni-W-P合金沉积速率及镀层显微硬度和孔隙率的影响。结果表明,使用30 g/L柠檬酸钠+10 mL/L乳酸时,所得镀层的孔隙率最低,为0.63个/cm²;使用30 g/L柠檬酸钠+10 g/L甘氨酸时,镀层的显微硬度较单一使用柠檬酸钠时有所提高;使用30 g/L柠檬酸钠+25 g/L硫酸铵时,沉积速率最高,为14.69 mg/(cm²·h),镀层的显微硬度高达786.9 HV。     

纳米腐殖酸基离子交换复合树脂动态吸附-脱附冶金镍镉废水

系统研究了纳米腐殖酸基离子交换复合树脂在多离子共存体系中对Ni²⁺/Cd²⁺的选择吸附性能。以此为基础,通过多柱串联、饱和吸附、洗脱液套用方法完成了对Ni²⁺、Cd²⁺冶金废水资源化治理研究,用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱仪(XPS)及N₂吸附-脱附分析仪(BET)等物理手段对复合树脂的微观形貌、化学结构、耐热性、元素组分变化及孔径分布进行表征。研究结果表明:纳米腐殖酸基复合树脂对Ni²⁺、Cd²⁺离子具有吸附速度快[0.55～1.50 mg·(g·min)^-1]、交换容量高(Ca²⁺、Mg²⁺共存体系中对Ni²⁺、Cd²⁺吸附容量分别为139 mg·g^-1和148 mg·g^-1)、选择性能好等优点,回收溶液中镍和镉离子浓度和纯度高(分别为45.15 g·L^-1和 39.17g·L^-1,且C_Ni(Ⅱ)/C_total 0.989,C_Cd(Ⅱ)/C_total 0.994);吸附-洗脱200次后,其物理、化学结构性能稳定;断面形貌变化不明显,交换容量基本不变,可重复使用;比表面积、平均孔径及孔容分别为1189.85 m²·g^-1、30.2 nm 和0.96 cm³·g^-1,热稳定性能好;氮含量从16%降至12%、氧含量由26.49%升至29.96%,交换容量由5.38mmol·g^-1升至6.06 mmol·g^-1。     

阳离子交换树脂改性研究进展

强酸性阳离子交换树脂含有大量的强酸性基团,具有选择、交换、吸收和催化等功能,但其存在耐高温性能差、酸强度低等问题,故需要对其进行改性。改性的阳离子交换树脂广泛应用于水处理、有机合成、分离处理、环境保护及生物制药等领域。本文简要介绍了近年来强酸性阳离子交换树脂的改性方法,主要包含:金属离子改性(Al³⁺、Sn⁴⁺、Zn²⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺和Fe²⁺、Ce⁴⁺和Ga³⁺、Ni²⁺、Zr⁴⁺、Pd²⁺等)、磺化改性、巯基改性、胺化改性及其他类改性等方法;指出了其存在的问题,分析了改性阳离子交换树脂的未来发展方向,开发和研制具有耐高热和化学稳定性的树脂载体材料成为其研究的关键。除此之外,对树脂进行各种改性处理也是改善树脂综合性能、扩大其应用范围的重要方法。     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿陶瓷阳极缺陷结构设计与性能调控

研究了固体氧化物燃料电池Sr₂Fe Mo_0.6Mg_0.25Al_0.15O₆ (SFMMA)双钙钛矿阳极的晶体缺陷结构、热膨胀性能、电荷传输特性、氧化还原稳定性以及电化学性能。结果表明:SFMMA室温下为I 4/m四方结构,400℃时材料转变为F m 3 m立方结构。SFMMA材料的实际晶体结构式为Sr₂(Fe_0.75Mg_0.25)(Mo_0.6Fe_0.25Al_0.15)O6-δ,材料晶格中含有大量反位缺陷FeB’以及—Fe_B—O—Fe_B’—键,有利于氧空位的形成及氧离子的迁移扩散。SFMMA的热膨胀系数在25~400℃和400~900℃范围内分别为13.0×10^–6K^–1和17.6×10^–6K^–1,在氢气气氛下600~900℃温度范围内电导率超过35 S·cm^–1,并且具有较快的氧表面交换特性以及非常优异的氧化还原循环结构稳定性。在900,850,800℃和750℃时,湿润H₂(3%H₂O,50 m L/min)气氛中,SFMMA/La_0.4Ce_0.6O₂(LDC)/La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O₃(LSGM)/LDC/SFMMA对称半电池面比电阻分别为0.096,0.142,0.239Ω·cm²和0.447Ω·cm²。以SFMMA为阳极组装电解质支撑型单电池SFMMA/LDC/LSGM (300μm)/Pr Ba_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O₅+δ,850℃时电池最大功率密度可达886 m W·cm^–2。     

一种席夫碱对碳钢缓蚀作用的电化学评价

采用极化曲线测试方法和电化学阻抗测试方法评价了盐酸溶液中N-萘乙二胺缩肉桂醛(NEC)对N80钢的缓蚀作用。结果表明,NEC能吸附于碳钢表面,可有效抑制碳钢在盐酸溶液中所受到的腐蚀。在所加入的NEC浓度范围内,随着NEC浓度的升高,腐蚀电流密度呈下降趋势,可从811.8 A·cm^-2降至57.0 A·cm^-2,降低幅度为93%;电荷转移电阻和扩散阻抗呈上升趋势,分别由18.4Ω·cm²和97.9Ω·cm²升至255.3Ω·cm²和1509.0Ω·cm²,升高幅度分别为92.9%和93.5%。     

二价铬/钼/镍空配位MOFs的CH4/N2吸附分离研究

基于金属有机骨架材料中金属空配位对气体的强吸附作用,利用具有较高活性的二价金属Cr²⁺/Mo²⁺/Ni²⁺与均苯三酸（H₃BTC）配位合成了HKUST-1（Cu-BTC）同构系列材料M-BTC（M=Cr、Mo、Ni）,并与Cu-BTC对比分析了该类型材料中不同金属空配位对甲烷和氮气的吸附性能。实验结果显示,此三种材料均具有较好的甲烷选择吸附性,其中含Ni²⁺金属空位的Ni-BTC以其尤为突出的甲烷吸附热值而呈现较好的CH₄/N₂分离潜力;Cr²⁺空配位虽具有较强活性,但是对于甲烷的选择性吸附性能却低于含Cu²⁺空位的Cu-BTC材料。结合吸附选择性IAST计算分析得到此三种含较高活性不饱和金属空配位的MOFs材料对于甲烷选择性吸附作用能顺序为：Ni-BTC > Mo-BTC > Cu-BTC > Cr-BTC。     

生物质阴离子树脂的合成、表征及吸附性能

采用环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺等对麦草秸秆进行化学改性,制备改性麦草秸秆阴离子交换树脂（改性麦秸树脂）,研究改性麦秸树脂的性能指标并重点考察其对水体中NO^-₃的吸附性能及效果。 研究结果表明,改性麦秸树脂引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对NO^-₃的吸附性能;拉曼、红外光谱及zeta电位分析证明改性麦秸树脂对NO^-₃的吸附机理为离子交换;吸附过程符合Langmuir等温吸附模式;竞争吸附实验结果表明,改性麦秸树脂对不同阴离子的竞争吸附顺序为SO^2-₄>H₂PO^-₄>NO^-₃>NO^-₂,改性麦秸树脂对NO^-₃的最大吸附量为52.1 mg·g^-1,与商业树脂相当;柱吸附实验表明,改性麦秸树脂对NO^-₃的柱饱和吸附量为45.2 mg·g^-1,0.1 mol·L^-1的NaCl及HCl溶液均可有效再生改性麦秸树脂。     

溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO-ZrO2催化剂：柠檬酸用量对催化剂性能的影响

采用溶胶-凝胶法以铜、锌、锆硝酸盐和柠檬酸为原料,改变柠檬酸用量,制备出一系列Cu-ZnO-ZrO₂催化剂。通过X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TG-DTG-DTA）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）、红外光谱仪（FTIR）及BET比表面积等表征手段对干凝胶及催化剂理化性能进行测试,并在催化反应活性评价装置上对催化剂的CO₂加氢合成甲醇反应活性进行评价,研究凝胶过程中Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺与柠檬酸结合方式对催化剂性能的影响。结果表明：改变柠檬酸用量可调控Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺与羧酸的配位方式,配位能力较强的Cu²⁺、Zn²⁺在凝胶制备过程中参与三维网络的构筑,而配位能力相对较弱的Zr⁴⁺游离于三维网络之外,从而差异化地调控催化剂中活性组分CuO、ZnO、ZrO₂晶粒尺寸大小。当柠檬酸的摩尔量为金属离子摩尔量的1.5倍时,催化剂中的活性成分CuO、ZnO、ZrO₂晶粒尺寸相互匹配,表现出较好的CO₂加氢合成甲醇催化性能。     

MER型沸石吸附分离CO2/CH4的分子模拟

MER型沸石在吸附分离CO₂/CH₄方面展现出良好的工业应用前景,受到广泛关注,但还缺乏理论基础数据。本文采用巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟方法,以全硅MER型沸石作为对照,模拟分析了CO₂/CH₄在Na⁺、K⁺、Cs⁺和Ca²⁺交换的MER型沸石中的吸附分离行为。结果表明：不同阳离子交换的MER型沸石对CO₂和CH₄的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温线模型,平衡吸附量的大小顺序为：Ca-MER＞Na-MER＞K-MER＞Cs-MER,与沸石的自由体积和比表面积大小顺序一致,且近似成线性关系,选用高价阳离子MER型沸石可以提高吸附量;CO₂和CH₄主要分布在沸石的pau笼中,在d8R笼和ste笼中也有少量分布;骨架外阳离子与CO₂的强吸附作用和独特的八元环窗口孔径是MER型沸石对CO₂/CH₄混合组分表现出超高吸附选择性的原因,吸附选择性高达1000以上。综合吸附量、吸附热和吸附选择性分析指出,Na-MER和K-MER型沸石是优良的CO₂吸附剂。本研究为MER型沸石吸附分离CO₂/CH₄提供了理论依据和实验指导。     

阳树脂合成柠檬酸钙的电化学自动分析系统

基于流动注射流通式Na/Ca微电极串联动态电化学自动检测系统,给出了一种阳树脂在线离子交换连续合成高纯度柠檬酸钙的新方法,并实现了对阳树脂柱的运行状态及流出液中柠檬酸钙含量的同时自动在线监测。通过对此系统的相关影响因素进行了考察和优选,得到的结果是:检测系统的总离子强度调节缓冲液由80 mmol·L^-1 tris、175 mmol·L^-1 H₃BO₃、1 mmol·L^-1 KCl和0.025 mmol·L^-1 CaCl₂的混合液(pH 8.0)构成,样品注入体积为150 μl,总流量为2.26 ml·min^-1,混合盘管长度为120 cm(I.D.0.5 mm);检测系统的测定范围分别为2.0～1000 mmol·L^-1 Na⁺,0.2～50 mmol·L^-1 Ca²⁺;相对标准偏差(RSD)小于 0.68%;其检测下限分别为1.12 mmol·L^-1 Na⁺,0.093 mmol·L^-1 Ca²⁺。     

考虑蒸发弯月面区域微观传热的热管径向传热系数研究

气液界面温度、曲率及蒸发弯月面附近的微观传热机制对热管传热性能的准确预测存在重要影响。采用将蒸发弯月面区域的微观传热与宏观区域传热耦合的方法,对梯形沟槽式铜-水热管蒸发端的传热进行模拟,研究了气液界面温度、曲率以及蒸发弯月面区域的微观传热对热管蒸发端径向传热系数的影响。结果表明:蒸发弯月面附近微观区域的气液界面的曲率和固液分子吸附力(分离压力效应)对界面温度的影响不可忽略;微观区域的传热传质对宏观区域的表观接触角以及热管壁面内的宏观温度分布存在显著影响,考虑微观区域传热传质计算出的宏观固体区域的温差更小;若假设气液界面温度T_iv等于蒸气的饱和温度T_sat,计算出的径向传热系数为h_rad=7.8 W·cm^-2·K^-1,而考虑微观区域传热传质后得到的径向传热系数为h_rad=4.2 W·cm^-2·K^-1。     

NaFexCry(SO4)2(OH)6的合成及电化学性能研究

随着国内外能源的过度消耗和环境污染，寻求高效、清洁、可持续的能源已成为当前的首要任务。关于易合成的黄钠铁矾在析氧反应(OER)方面的研究较少。因此，通过水热法合成了4种不同铁铬物质的量比的铬掺杂黄钠铁矾[Na Fe_x Cr_y(SO₄)₂(OH)₆]催化材料。利用SEM、XRD、Raman和电化学方法对其结构和性能进行表征。结果表明，Cr³⁺成功地掺入到黄钠铁矾晶格中，随着Cr³⁺掺杂量的增加，黄钠铁矾颗粒尺寸逐渐减小；在1 mol/L KOH的电解液中，n(Fe³⁺)/n(Cr³⁺)为1∶1的样品的OER催化性能最佳；当电流密度为10 m A/cm²时，其过电位为370 m V，塔菲尔斜率为92.99 mV/dec，电化学双层电容(C_dl)为10.94 mF/cm²。     

-15℃下Na+， K+， Mg2+//Cl-， NO3-， SO42——H2O体系相平衡研究

新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子,属于高元复杂体系,其合理利用和开发需要不同温度下的相平衡研究作为理论支撑。采用等温溶解平衡法,对Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, NO₃^-, SO₄^2--H₂O体系在-15℃、NaCl·2H₂O饱和条件下的相平衡进行了研究,并构建了相图。相图中有六个零变量点和八个两盐结晶区,只存在一种复盐KCl·MgCl₂·6H₂O。八个两盐结晶区,分别对应于NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+NaNO₃、NaCl·2H₂O+KCl、NaCl·2H₂O+KNO₃、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+Mg(NO₃)₂·6H₂O和NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O,其中NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O共晶区最大,在低温时,硫酸钠的溶解度最小,降温过程中较易结晶析出。与该体系在25℃下的相图相比,复盐种类减少5种,零变量点减少19个,相关系得以极大简化。     

TiO2改性石墨烯电极电吸附去除污水中NH4+

通过水热法制备得到TiO₂改性石墨烯复合材料（RGO/TiO₂）,考察了其形貌结构和电化学性能。将其组装成电极,对比未改性石墨烯（RGO）电极和RGO/TiO₂电极的电吸附NH₄⁺性能。重点考察外加电压、循环流速、初始浓度等工艺参数对RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺的影响,并对其电吸附NH₄⁺特性和对模拟实际含NH₄⁺废水深度脱NH₄⁺效果进行研究。结果表明：RGO/TiO₂复合材料具有三维孔洞结构,比表面积为382.08 m²·g^-1,比电容量在扫速为0.01 V·s^-1时达到325.80 F·g^-1,优于RGO材料。RGO/TiO₂电极的初次电吸附量较RGO电极提升了28.3%,循环再生吸附10次后,RGO/TiO₂电极的NH₄⁺吸附量仅降低了5.87%,循环再生吸附性能优于RGO电极。外加电压2.0 V、循环流速35 ml·min^-1和NH₄⁺初始浓度1.0 mmol·L^-1为RGO/TiO₂电极的最佳NH₄⁺电吸附条件。RGO和RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,电吸附NH₄⁺为非均匀表面的多层吸附行为,以物理吸附为主。RGO/TiO₂电极4级串联时对模拟实际含NH₄⁺炼油净化水的去除率达到86.84%。     

转晶剂对磷石膏制备无水硫酸钙影响的研究

磷石膏(PG)产生量大、资源化利用困难,严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值,以除杂后的PG为原料,以NaCl和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为转晶剂,采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO₄。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等分析方法研究转晶剂对无水CaSO₄制备的影响。结果表明：当NaCl质量分数为15%、EDTA-2Na质量分数为0.5%时,PG结晶水脱水时间由120 min缩短至40 min,脱水效果显著;同时,无水CaSO₄晶体粒度分布均匀,颗粒表面完整,D₅₀为5.26μm,白度值为92.5%,P₂O₅质量分数仅为0.045%。这主要是因为非晶格Na⁺降低了体系中水的活度,促进PG脱水转晶及杂质脱除;EDTA-2Na中羧基基团与石膏晶体表面的Ca²⁺发生配位形成的配位离子层可调控无水CaSO₄晶体生长,修饰晶面。     

A222型阴离子交换树脂脱除HPPH+体系中的SO42-、NO3-

优化选取凝胶型强碱性苯乙烯系A222型阴离子交换树脂,对HPPH⁺溶液中SO₄^2-、NO₃^-的交换性能进行了研究。通过静态法分别考察了A222型阴离子交换树脂在水溶液及0.05mol/L HPPH⁺溶液中对SO₄^2-和NO^3-脱除过程。结果表明,A222型阴离子交换树脂对HPPH⁺无化学吸附作用,在水体系中对SO₄^2-和NO₃^-的平衡交换量分别为0.8382mmol/g和1.2980mmol/g,符合Langmuir和Freundlich吸附经验方程。树脂用量和温度是离子交换过程的主要影响因素,温度升高有利于离子交换的进行,树脂的优化用量为4g/L。A222型阴离子交换树脂可高效联合脱除HPPH⁺体系中的SO₄^2-和NO₃^-。FTIR谱图表征显示,SO₄^2-和NO₃^-可与树脂交换基团进行交换。     

无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO5+δ及其性能优化

用溶胶–凝胶法合成了无Co的双钙钛矿SmBaFeNiO_5+δ(SBFN)阴极材料,并引入Sm_0.2Ce_0.8O_1.9 (SDC)电解质材料制备复合阴极,降低热膨胀系数和优化性能。研究表明:SBFN在30~900℃的平均热膨胀系数为14.1×10^-6 K^-1,SBFN–SDC15 (质量比为85:15)复合阴极的平均热膨胀系数降为12.0×10^-6 K^-1。SBFN在425℃时电导率具有最大值,为48 S/cm。700℃时SBFN|SDC|SBFN对称电池的界面极化阻抗(Rp)为0.386Ω·cm²。在SBFN中引入SDC可以改善其电化学性能,SBFN–SDC10 (质量比为90:10)复合阴极具有最低的Rp,为0.224Ω·cm²。800℃时,以SBFN和SBFN–SDC10为阴极的单电池,最大功率密度分别为367.6 m W/cm²和507.8 m W/cm²。     

湿法磷酸选择性除杂制工业级磷酸二氢铵

以湿法磷酸为原料, 通过氟化钠选择性沉淀金属离子, 使其以NaMgAl（F, OH）₆·H₂O和XMgAlF₆（X=Na ⁺、K ⁺、NH₄ ⁺）非含磷沉淀析出, 再通氨中和制得工业级磷酸二氢铵。分析了氟化钠加入量对杂质脱除（Na、K、Al、Mg、Fe和Ca等金属阳离子）及液相氟残留的影响, 结果表明氟化钠与磷酸质量比（m_NaF/m）为2.5%时, 效果较好, 此条件下制得的磷酸二氢铵纯度和五氧化二磷收率分别达到98.53%和86.2%。     

吉兰泰盐湖卤水冻硝及冻硝母液蒸发析盐规律研究

随着盐湖资源长期开采,吉兰泰盐湖卤水逐渐老化,导致再生盐品质逐年下降。为解决卤水老化、SO₄ ^2-富集等问题,对吉兰泰盐湖所处的Na ⁺、Mg ²⁺∥Cl ^-、SO₄ ^2--H₂O体系,采用恒温冷冻法与强制蒸发恒温平衡法,对船采区卤水冷冻析硝和冻硝后卤水蒸发析盐规律进行研究。考察了冻硝温度、加水率、冻硝时间等因素对析硝率和SO₄ ^2-去除率的影响以及蒸发水率对蒸发析盐规律的影响。结果表明：船采区卤水加水率为8%（质量分数）时,卤水密度降至1.197 8 g/cm ³,在-10 ℃冷冻12 h,冻硝后的卤水密度为1.186 6 g/cm ³,卤水中SO₄ ^2-质量浓度降至8.84 g/L,芒硝析出率为73.76%;冻硝后卤水在25 ℃蒸发,卤水密度达到1.260 1 g/cm ³,氯化钠析出率为93.14%,析出固相中氯化钠纯度为96.23%。该研究为船采区卤水生产高品位再生盐的工艺优化提供了理论依据。     

P507硝酸体系萃取铒及其与钙、铁的分离

稀土分离过程中常常需要进行稀土与非稀土元素的分离。在硝酸体系中进行了无皂化和皂化P507萃取分离Er³⁺的实验研究。通过作图法确定了无皂化P507萃取Er³⁺的反应式。皂化实验研究发现增加皂化度能够提高Er³⁺的萃取效果,但是皂化度过高会导致反应时水相容易水解而降低萃取率。Er³⁺的萃取率随着初始水相pH的增加而先增加后降低,在初始水相pH为2.0时达到最大值（>95%）。杂质（Ca²⁺、Fe³⁺）的存在对于Er³⁺的萃取率没有影响,铒与钙的分离因子β_{Er³⁺/Ca²⁺}一般都能达到10以上,两者分离效果较好。但是只有在初始水相pH为3.0左右时,铒与铁的分离因子β_{Er³⁺/Fe³⁺}较高（>10）从而两者能有较好的分离效果。