利用磷酸镁水泥固化富集型重金属铜和镍研究

利用磷酸镁水泥对富集型重金属铜和镍进行固化研究。对掺入硝酸铜和硝酸镍水泥的抗压强度、铜镍离子浸出质量浓度、水化产物组成等进行测定,观测水泥表面的微观形貌,分析铜镍离子在水泥中的化学态及赋存状态。研究表明：硝酸铜掺量为0~3%（质量分数）时,水泥的抗压强度随着铜离子掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,当硝酸铜掺量为1%时,水泥7 d抗压强度达到最大值46.05 MPa;硝酸镍掺量为0~3%（质量分数）时,水泥的抗压强度随着镍离子掺量的增加而逐渐减小,当硝酸镍掺量由0增加到3%时,水泥7 d的抗压强度降低了约29%。水泥的密实度与铜镍离子的固化效果直接相关。在硝酸铜和硝酸镍掺量都为3%时,水泥1 d铜离子浸出质量浓度最高为1.95 mg/L、镍离子浸出质量浓度最高为0.97 mg/L,均远低于相关国家标准。铜主要以+2价态的Mg_0.95Cu_0.05O形式存在,镍主要以+2价态的Ni（OH）₂无定形沉淀形式存在。     

磷酸镁水泥应急固化模拟放射性核素90Sr

以重烧氧化镁、磷酸二氢钾、硼砂为原料制备磷酸镁水泥(MPC)快速固化模拟放射性核素90 Sr.研究了龄期对磷酸镁水泥固化体抗压强度的影响、不同Sr掺量对磷酸镁水泥固化体体积收缩的影响和不同温度、pH值对磷酸镁水泥固化体早期浸出性能影响,采用X射线衍射分析和扫描电镜探讨不同龄期磷酸镁水泥固化体的物相组成及微观结构.结果表明:磷酸镁水泥固化体抗压强度在2h～1d增长速度最快,1d时抗压强度达34.3 MPa;随着Sr掺量提高,磷酸镁水泥固化体收缩率增大;低温和碱性环境下磷酸镁水泥固化体累计浸出分数较高;磷酸镁水泥固化体微观结构随龄期增长而变致密,掺入Sr会阻碍磷酸镁水泥水化产物形成.     

固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响EI北大核心CSCD

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体具有优异的抗浸出性,42 d浸出率及累计浸出分数远低于国家标准的要求;Sr会阻碍磷酸盐在水化初期的水解及电离,同时MgO溶解及水化产物MgKPO_4·6H_2O生成的速率随Sr掺量增大而减缓;掺入Sr后水化产物生成量大幅下降是水化初期抗压强度降低的主要原因,随着龄期增长,水化产物结晶程度降低、结构改变以及孔隙孔径增大成为固化体抗压强度降低的主要原因。     

固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体具有优异的抗浸出性,42 d浸出率及累计浸出分数远低于国家标准的要求;Sr会阻碍磷酸盐在水化初期的水解及电离,同时MgO溶解及水化产物MgKPO_4·6H_2O生成的速率随Sr掺量增大而减缓;掺入Sr后水化产物生成量大幅下降是水化初期抗压强度降低的主要原因,随着龄期增长,水化产物结晶程度降低、结构改变以及孔隙孔径增大成为固化体抗压强度降低的主要原因。     

磷酸镁水泥对挥发型重金属P b2+、C d2+的固化效果及机理的研究

利用磷酸镁水泥对Pb2+、Cd2+等挥发型重金属硝酸盐进行固化,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、及扫描电子显微镜(SEM)等技术手段.研究挥发型重金属对磷酸镁水泥的浸出毒性、表面微观形貌、水化产物和元素分布的影响,以及磷酸镁水泥对Pb2+、Cd2+等挥发型重金属离子的固化效果和机理.结果表明:磷酸镁水泥对重金属固化效果Pb2+>Cd2+,浸出毒性数值远低于国家标准;Pb2+促进水化过程,Cd2+抑制水化过程;Pb在磷酸镁水泥中主要以Pb2+的形态存在,Cd主要以Cd2+的形态存在,Pb2+和Cd2+分别与磷酸根生成相应的磷酸盐晶相并以此状态存在于硬化的磷酸镁水泥中.     

IP6-HA改性磷酸镁基复合骨水泥的制备与性能研究

本文以氧化镁(MgO)和磷酸二氢钾(KH₂PO₄)作为磷酸镁骨水泥的固相成分，并引入不同含量的植酸改性羟基磷灰石(IP6-HA)粉末，制备多种不同镁磷比的磷酸镁基复合骨水泥。通过调整磷酸镁粉末中MgO和KH₂PO₄的比例和IP6-HA含量，改善了骨水泥的力学性能和固化时间，并研究了骨水泥的固化机理。结果表明，当镁磷比为4且固相中的IP6-HA含量为5%(质量分数)时，鸟粪石晶体(MgKPO₄·6H₂O)的生长效果最好，固化时间为7.5 min,抗压强度可达49 MPa,固化四周后强度可达69.3 MPa。试验所得的IP6-HA改性磷酸镁基复合骨水泥力学性能较好且固化时间适宜，具有潜在的生物医学应用前景。     

原材料及配比对磷酸镁水泥强度的影响

研究了M/P比值(Mg O与K2HPO4的质量比),水胶比(W/C),硼砂掺量,Mg O比表面积对磷酸镁水泥早期强度的影响,采用扫描电子显微镜对磷酸镁水泥的微观形貌进行了表征。结果表明:磷酸镁水泥1 h的抗压强度随M/P比值的增大而减小,在水化龄期为3 d和7 d时,M/P比值为4:1时磷酸镁水泥石的强度最高,最高强度达到了74.68 MPa,水胶比对磷酸镁水泥石早期强度影响不大,7 d强度随着水胶比的增大而减小,磷酸镁水泥在水化早期随着硼砂掺量的增加,水化产物晶体变得细小,晶体缺陷增多,结构疏松,其强度随着硼砂掺量增加而降低,后期水化产物连接成一体,结构致密,7 d的强度几乎没有变化。水化龄期在7 d内,磷酸镁水泥石的强度随Mg O比表面积的增大而增大。     

硼砂对磷酸镁水泥抗压强度的影响研究

研究了磷酸二氢钾与重烧氧化镁的质量比(P/M)、水胶比对磷酸镁水泥(MPC)硬化性能的影响,并探讨了硼砂对磷酸镁水泥性能的影响.测试了磷酸镁水泥的抗压强度,并利用XRD和SEM分析了磷酸镁水泥的水化产物的物相组成和微观形貌.结果表明,磷酸镁水泥的抗压强度随P/M质量比的增加先增大后减小,当P/M=1∶3时达到最大值,此时产生的水化产物为结晶度很好的板状晶体;随着水胶比的增大,磷酸镁水泥的抗压强度先增大后减小,当其在0.12～0.14时达到最大值;随着硼砂掺量的增加,磷酸镁水泥各龄期的抗压强度先增大后减小,且随着龄期的增长抗压强度逐渐增大;加入硼砂后,磷酸镁水泥晶体呈现出裂纹和缺陷.     

硼砂与蔗糖对磷酸钾镁水泥性能的影响及作用机制

在保证凝结时间可控前提下,提高磷酸钾镁水泥早期强度是其工程应用的关键。本研究以硼砂、蔗糖为缓凝组分调控磷酸钾镁水泥水化和硬化过程。结果表明,与凝结时间相同的单掺硼砂、单掺蔗糖组相比,二者复掺(硼砂、蔗糖分别占MgO质量的1.5%、6.0%)的磷酸钾镁水泥水化第二放热峰明显延迟,但放热速率、总放热量均增大,水化产物MgKPO₄·6H₂O生成量增多,3 h强度提高104.1%,且后期强度与单掺硼砂组样品相当。     

粉煤灰掺量对氯氧镁水泥混凝土物理力学性能的影响

为了拓展氯氧镁水泥(MOC)材料的应用领域,以盐湖提钾肥副产物水氯镁石、轻烧氧化镁和粉煤灰为胶凝材料,制备了不同粉煤灰掺量的氯氧镁水泥混凝土(MOCC)。研究了粉煤灰掺量对MOCC抗压强度、物相组成、微观形貌和孔结构的影响。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,MOCC的抗压强度逐渐降低,当粉煤灰掺量为40%(质量分数)时,其300 d抗压强度降低至39.99 MPa,降低了22.52%。MOCC的主要水化产物为5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O(5·1·8)和Mg(OH)₂,掺加粉煤灰并没有产生新的晶相。掺入粉煤灰增加了MOCC的孔隙率和有害孔体积,从而降低了其抗压强度。采用相同水灰比制备了普通硅酸盐水泥混凝土,抗压强度对比测试结果表明:掺40%的粉煤灰MOCC的抗压强度虽然比未掺粉煤灰MOCC抗压强度低,但仍比普通硅酸盐水泥混凝土300 d龄期的抗压强度(33.42 MPa)高出19.66%,说明MOCC比普通硅酸盐水泥混凝土具有较高的抗压强度。     

高炉矿渣-粉煤灰基地质聚合物固化铅离子及防辐射性能研究

研究利用高炉矿渣（BFS）、粉煤灰（FA）作为原材料制备地质聚合物。以氢氧化钠与水玻璃作为碱激发剂,在碱激发条件下制备地质聚合物固化二价铅离子（Pb²⁺）。研究Pb²⁺的掺量对固化体强度的影响,并通过浸出毒性实验、X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等表征分析、防辐射实验测试,探究其固化效果与固化机理。结果表明,高炉矿渣-粉煤灰基地质聚合物与Pb²⁺具有良好的相容性,且固化体在28 d最高抗压强度可以达到43 MPa,Pb²⁺的添加质量分数为1%时能提高其固化体的强度。浸出实验表明,固化体对质量分数为1% Pb²⁺的固化效率在97%以上。微观分析认为大部分重金属是以羟基配合离子的形式被物理封装在地质聚合物内部。防辐射实验测试表明,Pb²⁺的掺量与高炉矿渣-粉煤灰基地质聚合物的γ射线屏蔽效果成正相关,实验中Pb²⁺最优掺入质量分数为3%,线性吸收系数和半衰减层厚度最优值分别为0.222 0 cm^-1和2.309 5 cm。     

Ba2+、MoO42-掺杂对NaCaPO4：Eu3+荧光粉发光性能的影响研究

为提高红色荧光粉的发光强度和色纯度,以硝酸钙、硝酸钠、硝酸铕、磷酸二氢铵、钼酸铵、硝酸钡为原料,采用高温固相法合成了NaCa_1-xPO₄：xEu³⁺、NaCa_1-x（PO₄）_1-y（MoO₄）_y：xEu³⁺、NaCa_1-x-zPO₄：xEu³⁺,zBa²⁺系列红色荧光粉。探讨了Eu³⁺单掺杂和Eu³⁺/MoO₄^2-、Eu³⁺/Ba²⁺共掺杂对荧光粉发光性能的影响。用X射线衍射（XRD）、荧光分光光度计、色坐标等对荧光粉的结构进行表征。研究结果表明：掺杂Eu³⁺、MoO₄^2-、Ba²⁺后NaCaPO₄晶系没有发生变化,但是晶胞参数发生了变化,说明Eu³⁺、MoO₄^2-、Ba²⁺进入NaCaPO₄晶格中。在393 nm紫外光激发下,荧光粉发射光谱图出现两个Eu³⁺比较强的特征发射峰,分别属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁和⁵D₀→⁷F₂跃迁。与单掺杂16%Eu³⁺荧光粉相比,共掺杂16%Eu³⁺/3%MoO₄^2-或16%Eu³⁺/6%Ba²⁺荧光粉的发射光谱中⁵D₀→⁷F₂跃迁产生的发射峰强度均高于单掺杂16%Eu³⁺荧光粉的发射峰强度,其⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁发射光强度之比（R）分别为1.76（R_Mo）和1.28（R_Ba）,都大于单掺杂16%Eu³⁺荧光粉的R_Eu（0.99）,共掺杂Eu³⁺/MoO₄^2-荧光粉的色纯度比单掺杂Eu³⁺和共掺杂Eu³⁺/Ba²⁺荧光粉的色纯度更好。     

磷石膏与铜尾渣的高效耦合固定/稳定化处理

磷石膏(PG)和铜尾渣(CSS)是磷化工和有色冶炼行业中产生的两种固废,含有大量可迁移性有害物质,在堆存过程中能对环境造成污染。向PG、CSS混合渣中添加CaO作为额外钙源、NaOH作为激发剂,加入约30%(质量分数)的水,搅拌均匀,通过机械压模制成固结体(PG-S),经过抗压测试和毒性浸出试验,结果表明:PG-S抗压强度可达到14.8 MPa; PG中的主要污染物$PO^{3-}_{4}$、F^-的固定率分别达到99.87%和92.13%,重金属锌、铅等有害物质的浸出浓度均能满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求,实现了对PG、CSS的高效耦合固定/稳定化处理。通过XRD、SEM表征分析证明PG、CSS中的有害物质通过生成不溶物和胶凝包裹吸附而被固定。     

多组分氯盐体系镁锂分离规律初探

以Na₂CO₃为沉淀剂,初步研究了多组分氯盐混合体系（0.6 mol MgCl₂+1.1 mol LiCl+3.2 mol NaCl）中选择性沉镁的工艺规律。结果表明：在25~80 ℃,总C与总Mg物质的量比[n（C_T）/n（Mg_T）]为 0.8~1.1时,25 ℃形成针状MgCO₃·3H₂O,40 ℃以上形成Mg₅（CO₃）₄（OH）₂·4H₂O不规则片状团聚微球,其中40~50 ℃形成的片状物较为分散且粒径较小,导致固液分离困难。40 ℃时沉镁率最低。温度越高,Li₂CO₃越易形成,沉锂率越大。n（C_T）/n（Mg_T）越大沉镁率和沉锂率越高。室温（25 ℃）、n（C_T）/n（Mg_T）=1.0时,沉镁率达98%以上,且沉锂率<0.1%,镁锂分离效果最好。     

柱淋滤模式下生活垃圾焚烧炉渣中Cu2+和Zn2+浸出规律

垃圾焚烧炉渣是一种活性材料,在其储存、预处理及应用等过程与雨水频繁接触时,炉渣中重金属随着水域环境发生迁移和浸出现象。本研究采用连续柱淋滤试验装置模拟自然降雨,开展了0～5mm和5～10mm焚烧炉渣的动态淋滤毒性浸出分析,重点研究了pH和降雨强度对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出影响。结果表明,动态淋滤过程中,淋滤液pH变化对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出水平影响显著,且在酸性较强淋滤液作用下Cu²⁺浸出水平比Zn²⁺更强,与Ⅴ类地表水环境浓度限值对比,在整个淋滤时间内Cu²⁺浸出浓度严重超标,在炉渣工程应用时需预防相关的环境风险;原生炉渣粒径大小与重金属浸出水平无直接相关性,但是0～5mm细炉渣中可浸出Zn²⁺含量更高,这与细颗粒物中Zn赋存形态和可溶出态含量较高有关;淋滤强度对重金属浸出水平影响主要反应了动态淋滤过程液固比和水分运移速率情况,当较低淋滤强度时具有低液固比,溶出液中重金属含量较高。     

Selective extraction of In(III), Ga(III) and Zn(II) using a novel extractant with phenylphosphinic acid

A new extractant, [N,N-di(2-ethylhexyl)amino]methylphenylphosphinic acid (DEAPP), was synthesized to de-velop the mutual separation techniques of In(III), Ga(III) and Zn(II). The extraction selectivity for In(III), Ga(I I) and Zn(II) with DEAPP was higher than that of the commercial phosphorus acid extractants such as D2EHPA and PC-88A. The extraction selectivity for metal ions in 1 mol·L?1 aqueous ammonium nitrate solution with DEAPP was in the following order:In(III) N Ga(III) N Zn(II). These selective extraction behaviors indicate that the amino moiety of DEAPP plays an important role in the mutual separation of In(III), Ga(III) and Zn(II). The extraction equilibria of In(I I), Ga(II ) and Zn(II) with DEAPP (=HR) were expressed by the following reactions:In3++2eHRT2?InR3eHRT+3H+, Ga3++1.5eHRT2+NO3??GaR2eHRTeNO3T+2H+, and Zn2++2eHRT2?ZnR2eHRT 2 + 2H+. The extraction equilibrium constants of In(III), Ga(III) and Zn(II) with DEAPP were determined to be Kex,M=1.7 × 104 [dm3·mol?1], 4.17 [(dm3·mol?1)0.5], and 1.55 x 10?2 [–], respectively.     

三元体系K +,Cs +//SO4 2——H2O 298.2 K稳定相平衡研究

采用等温溶解法开展了三元体系K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O 298.2 K稳定相平衡研究,测定了该体系溶解度、密度及折光率。结果表明,该三元体系在298.2 K下属于复杂体系,有固溶体（K,Cs）₂SO₄产生,且固溶体相区最大;其稳定相图包含3条单变量曲线、3个析出相区和2个共饱点;共饱点处对应的液相组成分别为w（K₂SO₄）=11.69%、w（Cs₂SO₄）=4.02%和w（K₂SO₄）=3.39%、w（Cs₂SO₄）=60.84%。平衡液相的密度和折光率随Cs₂SO₄含量的增大呈现递增的趋势。采用经验公式对平衡液相的折光率进行理论计算,计算值和实验值具有良好的一致性。     

Defective structure, oxygen mobility, oxygen storage capacity, and redox properties of RE-based (RE = Ce, Pr) solid solutions

Defective structures, surface textures, oxygen mobility, oxygen storage capacity (OSC), and redox properties of RE_0.6Zr_0.4O₂ and of RE_0.6Zr_0.4−xY_xO₂ (RE=Ce, Pr; x=0, 0.05) solid solutions have been investigated using X-ray diffraction (XRD), temperature-programmed desorption (TPD), temperature-programmed reduction (TPR), O₂−H₂ and O₂−CO titration, ¹⁸O/¹⁶O isotope exchange, CO pulsing reaction, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. The effects of doping noble metal onto RE_0.6Zr_0.4−xY_xO₂ on oxygen mobility and surface oxygen activities have also been studied. Based on the experimental outcomes, we conclude that: (i) a Pr-based solid solution has better redox behavior than a Ce-based one; (ii) incorporation of yttrium ions in the lattices of CZ and PZ solid solutions could result in an enhancement in oxygen vacancy concentration, Ce⁴⁺/Ce³⁺ and Pr⁴⁺/Pr³⁺ redox properties, lattice oxygen mobility, and oxygen storage capacity; and (iii) doping the noble metal (Rh, Pt, and Pd) onto RE-based solid solution has positive effect on the properties concerned in this work.     

重芳烃轻质化催化剂n（Ni）/n（Ni+Mo）的优化与分析

以β分子筛为载体,在保持金属总负载量不变的情况下,采用等体积浸渍法制备了4种不同n（Ni）/n（Ni+Mo）的催化剂。分别采用X射线衍射（XRD）、比表面积测试（BET）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢程序升温还原（H₂-TPR）、氢程序升温脱附（H₂-TPD）和热重-差热分析（TG-DTG）等方法对催化剂进行了表征。结果表明,4种催化剂的酸量和酸强度相近,在n（Ni）/n（Ni+Mo）等于基准+0.2时,Mo与载体之间的相互作用最弱,其氢气吸附量最多且积炭量最少;采用某炼厂重整C₁₀⁺ 重芳烃对4种催化剂进行评价,结果表明n（Ni）/n（Ni+Mo）等于基准+0.2催化剂具有最优的催化活性和稳定性。上述结果表明,影响重芳烃轻质化催化剂活性和稳定性的关键因素是催化剂氢气吸附量的多少,氢气吸附量越多金属表面的溢流氢效应越明显,积炭前驱体被溢流氢及时消除,从而保护了催化剂的加氢活性中心不被积炭覆盖,有助于催化剂在较高活性下保持稳定。