-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。     

四元体系NaCl+NaBO2+Na2CO3+H2O 298.15 K 相平衡研究

柴达木盐湖中具有丰富的盐湖离子,对其中的一个四元体系水盐相图开展研究,采用等温溶解平衡法开展了298.15 K时四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O相平衡研究,测定了体系平衡液相组成及密度和折光率,绘制了四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K的相图及相应的物化性质图。研究发现NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O四元体系298.15 K 时包含2个共饱点（E₁、E₂）、5条溶解度曲线（AE₁、BE₁、CE₂、DE₂、E₁E₂）、4个结晶区（NaCl、NaBO₂·4H₂O、Na₂CO₃·7H₂O、NaCl·NaBO₂·2H₂O）。其中三元体系NaCl+NaBO₂+H₂O在298.15 K下产生了复盐NaCl·NaBO₂·2H₂O,通过研究发现该四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O在298.15 K下也具有NaCl·NaBO₂·2H₂O复盐区。     

四元体系（Li+， Mg2+//Cl-， borate-H2O）308.15 K相平衡与相图研究

采用等温溶解平衡法,开展四元体系Li⁺, Mg²⁺//Cl^-, borate–H₂O固液相平衡与相图研究,测定平衡溶液的液相组成、密度、折射率和pH。该四元体系相图中存在的盐类矿物为：LiCl·H₂O、Li₂B₄O₇·3H₂O、 MgCl₂·6H₂O、Mg₂B₆O₁₁·15H₂O和锂光卤石LiCl·MgCl₂·7H₂O,其中锂光卤石LiCl·MgCl₂·7H₂O是异成分复盐,溶液中MgCl₂存在下章氏硼镁石（MgB₄O₇·9H₂O）不稳定,转化为多水硼镁石（Mg₂B₆O₁₁·15H₂O）。多水硼镁石结晶区最大,表明镁硼酸盐易于结晶析出,而锂光卤石结晶区最小。采用Pitzer热力学模型对该四元体系的溶解度进行理论预测,计算相图与实验相图吻合较好。该四元体系的稳定相平衡与相图研究,可为含锂硼盐湖老卤中锂、镁、硼产品开发及其综合利用提供理论依据。     

-15℃下Na+, K+, Mg2+// Cl-, SO4-2-H2O体系相平衡

采用等温溶解平衡法,研究了Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, SO₄^-2-H₂O, 五元水盐体系在-15℃下NaCl·2H₂O饱和时的相平衡关系,测定了溶解度和密度,并绘制出相应的相图。研究结果表明:该五元体系平衡相图中有3个四盐共饱点,7条单变量溶解度曲线及5个两盐结晶区,5个两盐结晶区分别对应于KCl+NaCl·2H₂O、Na₂SO₄·10H₂O+ NaCl·2H₂O、MgSO₄·7H₂O+NaCl·2H₂O、MgCl₂·8H₂O+NaCl·2H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O+ NaCl·2H₂O;所 得-15℃相图和25℃下相图相比,相图结构大为简化:K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、KCl·MgSO₄·3H₂O、Na₂SO₄·3K₂SO₄、Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、MgSO₄·(4～6)H₂O、K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O结晶区均消失,Na₂SO₄结晶区转变为Na₂SO₄·10H₂O且结晶区扩大,KCl、MgSO₄·7H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O结晶区缩小,MgCl₂·6H₂O结晶区转变为MgCl₂·8H₂O。在此基础上研究了不同组成的盐湖卤水在降温过程中的结晶规律,为低温盐田工艺的开发提供了理论依据。     

四元体系Rb+, Cs+, Mg2+ // SO42- - H2O 298.2 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了298.2 K下四元体系Rb⁺, Cs⁺, Mg²⁺ // SO₄^2- - H₂O的相平衡关系,测定了该体系的溶解度、密度以及折射率,并绘制了相应的稳定相图、水图、密度-组成图和折射率-组成图。研究表明：298.2 K下,该四元体系为复杂四元体系,有复盐Cs₂SO₄·MgSO₄·6H₂O和Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O以及固溶体[(Rb, Cs）₂SO₄]生成。其稳定相图由4个四元共饱点、9条单变量曲线以及6个结晶区组成。四元共饱点中E₁、E₂、E₃为相称共饱点,E₄为不相称共饱点。6个结晶相区分别对应3种单盐Rb₂SO₄、MgSO₄·7H₂O、Cs₂SO₄,2种复盐Cs₂SO₄·MgSO₄·6H₂O、Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O和1种固溶体[(Rb,Cs）₂SO₄]。其中,复盐Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O结晶区最大,表明其在该体系中最易结晶析出;Cs₂SO₄结晶区最小。平衡液相的密度和折射率随着溶液中Cs₂SO₄含量变化呈规律性变化。该体系稳定相图将为硫酸镁亚型盐湖卤水中的铷、铯等资源开发利用提供理论依据。     

多温下三元体系Li+,Na+∥Cl--H2O固液相平衡研究

卤水体系中LiCl富集度较高，且高纯度LiCl在工业上有广泛的应用，因Na⁺和Li⁺的性质相似，除去卤水中的NaCl成为了生产高纯度LiCl的瓶颈。Li⁺,Na⁺∥Cl^--H₂O三元体系的固液相平衡数据是分离LiCl和NaCl必需的重要基础数据。采用等温溶解平衡法研究了常压下Li⁺,Na⁺∥Cl^--H₂O三元体系的固液相平衡关系(348.15、358.15、363.15 K)并构建等温平衡相图。结果表明，不同温度下的相图均由一个共饱点、两个单盐结晶区(NaCl和LiCl·H₂O)及两条单变量溶解度曲线构成，未形成复盐或固溶体。随着温度的升高，NaCl的结晶区略有扩大，而LiCl·H₂O的结晶区变化很小。LiCl对NaCl有较强的盐析作用。采用修正的BET模型对相平衡数据进行了关联，结果良好，验证了该模型适用于预测本体系在高温、...     

298.2 K四元体系NH4Cl-CaCl2-SrCl2-H2O稳定相平衡实验

为了获取铵钙锶共存氯化物体系298.2 K下各盐结晶形式，采用等温溶解平衡法开展298.2 K时四元体系NH₄Cl-CaCl₂-SrCl₂-H₂O稳定相平衡研究，测定体系的溶解度和平衡固相组成以及平衡溶液的密度、折光率。根据实验数据，分别绘制该四元体系298.2 K时的稳定相图、密度-组成图和折光率-组成图。结果表明：298.2 K时，NH₄Cl-CaCl₂-SrCl₂-H₂O体系稳定相图由3个共饱点、7条单变量曲线、5个结晶相区组成，生成固溶体[(Ca,Sr)Cl₂]·6H₂O和[(Sr,Ca)Cl₂]·6H₂O，属复杂四元体系。5个结晶区大小顺序为NH₄Cl>SrCl₂·6H₂O>[(Ca,Sr)Cl₂]·6H_2<...     

三元体系KCl+CaCl2+H2O 298.2、323.2及348.2 K相平衡研究及计算

采用等温溶解平衡法开展了298.2、323.2、348.2 K三元体系KCl+CaCl₂+H₂O相平衡研究,测定了平衡液相组成及密度,采用Schreinemakers湿渣法和X射线粉晶衍射法确定了平衡固相组成。研究发现:298.2 K时,该体系为简单三元体系,无复盐形成,相图由1个三元共饱点、2条单变量曲线和2个结晶相区组成;323.2和348.2 K时,该体系为复杂三元体系,有复盐氯钾钙石(KCl·CaCl₂)形成,相图均由2个三元共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区组成。对比该三元体系278.2、298.2、308.2、323.2、348.2 K相图可知:随温度升高,CaCl₂结晶形式发生变化,CaCl₂·6H₂O (278.2、298.2 K)→CaCl₂·4H₂O (308.2 K)→CaCl₂·2H₂O (323.2、348.2K);KCl结晶面积在323.2...     

四元体系Na+,K+//Br-,SO42——H2O373K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K条件下的相平衡关系,测定了平衡溶液的溶解度和密度,并根据实验数据绘制相应的相图、水图和密度图。研究发现:交互四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K温度下,有复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄生成,相图由3个共饱和点、7条单变量曲线和5个结晶区组成。其中,5个结晶区分别对应单盐:K₂SO₄,KBr,NaBr,Na₂SO₄和复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄(Gla)。     

四元体系LiCl-LiBO2-Li2SO4-H2O在298.15K时的相平衡

采用等温溶解平衡法开展了四元体系LiCl-LiBO₂-Li₂SO₄-H₂O在298.15 K时相平衡实验研究,测定体系溶解度和平衡溶液的折光率、密度、pH和电导率。根据实验数据,分别绘制该四元体系的干基图、水图以及相对应的物化性质-组成图。研究结果表明:在该四元体系298.15 K相图中,有2个无变度共饱点分别为相称共饱点(Li₂SO₄·H₂O + LiCl·H₂O + LiBO₂·2H₂O)和不相称共饱点(Li₂SO₄·H₂O + LiBO₂·2H₂O + LiBO₂·8H₂O)、5条溶解度曲线和4个单盐结晶相区(Li₂SO₄·H₂O、LiCl·H₂O、LiBO₂·8H₂O和LiBO₂·2H₂O),无复盐和固溶体产生,属于简单四元体系水合物Ⅱ型相图。实验研究中,发现2种偏硼酸锂水合矿物存在(LiBO₂·8H₂O和LiBO₂·2H₂O),LiCl对Li₂SO₄的盐析效应显著;四元体系平衡溶液物化性质随着溶液中氯化锂浓度的变化呈现规律性的变化。     

NaBr-CaBr2-H2O和KBr-CaBr2-H2O三元体系273.15 K相平衡实验及计算

采用等温溶解平衡法对两个三元体系NaBr-CaBr₂-H₂O和KBr-CaBr₂-H₂O在273.15 K下的固液相平衡关系进行了研究,测定了相关盐在水溶液中的溶解度,绘制其等温相图。结果表明,两个三元体系均为水合物型,即平衡固相中未发现任何复盐及固溶体。两个三元体系在273.15 K下的等温相图均由一个共饱点、两条等温溶解度曲线、两个平衡固相结晶区组成。三元体系NaBr-CaBr₂-H₂O在273.15 K的两个结晶区的平衡固相分别为NaBr·2H₂O和CaBr₂·6H₂O,NaBr·2H₂O的结晶区远大于CaBr₂·6H₂O。三元体系KBr-CaBr₂-H₂O在273.15 K的两个结晶区的平衡固相分别为KBr和CaBr₂·6H₂O,KBr的结晶区远大于CaBr₂·6H₂O。基于Pitzer模型,运用已报道的Pitzer参数对所研究的两个三元体系在273.15 K下的等温溶解度进行模拟计算,其计算结果与实验结果基本吻合。     

一里坪盐湖夏季卤水25 ℃等温蒸发

根据一里坪盐湖夏季卤水主要化学组成和湖区气候特点,以Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-—H₂O五元体系25 ℃介稳相图为参考,进行了一里坪盐湖夏季卤水25 ℃等温蒸发实验研究。实验结果表明：夏季盐湖卤水25 ℃等温蒸发析盐过程依次为石盐段、钾混盐段、光卤石段和水氯镁石段;锂和硼等在液相富集;结晶路线与Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-—H₂O五元体系25 ℃介稳相图的规律基本吻合,实验结果可以为盐田工艺节点控制提供依据。比较了南美阿塔卡玛盐湖与一里坪盐湖的盐田工艺,分析了两种卤水组分的差异,阿塔卡玛盐湖资源综合利用的成功经验可以为一里坪盐湖资源开发提供借鉴。     

四元体系LiB5O8+NaB5O8+KB5O8+H2O在298.15K实验与理论预测相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系LiB₅O₈ + NaB₅O₈ + KB₅O₈ + H₂O在298.15 K下的相平衡。实验测定了该体系在298.15 K下的固液相平衡溶解度和物理性质（密度和折射率）,基于实验溶解度绘制了四元体系的干盐相图、水图和物理性质组成图。在该四元体系的干基图中,有一个共饱点（LiB₅O₈·5H₂O + NaB₅O₈·5H₂O + KB₅O₈·4H₂O）、3条单变量溶解度曲线和3个单盐结晶区（LiB₅O₈·5H₂O、NaB₅O₈·5H₂O和KB₅O₈·4H₂O）。该体系在298.15 K下没有复盐和固溶体生成,属于简单四元水溶液体系。结合三元体系溶解度,拟合获得了3种碱金属五硼酸盐的单盐参数和三离子混合作用参数;应用Pitzer及其扩展的HW模型对溶解度进行预测,预测值与实验值吻合较好,表明获得的Pitzer参数可靠。研究结果可为碱金属五硼酸盐分离纯化提供理论基础。     

298 K和323 K条件下五元体系NaBr-KBr-MgBr2-CaBr2-H2O相平衡研究

针对四川盆地地下卤水富含钾、溴资源的特点,采用等温溶解平衡法研究了五元体系NaBr-KBr-MgBr₂-CaBr₂-H₂O在298 K和323 K时的相平衡关系,测定了该五元体系在相应温度条件下平衡溶液的溶解度,根据相平衡实验数据绘制相应的干盐相图(KBr饱和)。研究结果表明：该五元体系在298 K和323 K条件下(KBr饱和)均有复盐生成,其中298 K温度下有复盐KBr·MgBr₂·6H₂O生成,相图中含有两个共饱点,五条单变量曲线和四个结晶区(KBr·MgBr₂·6H₂O、NaBr·2H₂O、NaBr、CaBr₂·6H₂O的结晶区);323 K温度下有两种复盐KBr·MgBr₂·6H₂O、2MgBr₂·CaBr₂·12H₂O生成,相图中含有三个共饱点,七条单变量曲线和五个结晶区(KBr·MgBr₂·6H₂O、NaBr·2H₂O、NaBr、CaBr₂·4H₂O、2MgBr₂·CaBr₂·12H₂O的结晶区)。同时,对该五元体系在两个不同温度下的相图、KBr图以及水含量图进行了对比分析。     

三元体系AlCl3+CaCl2+H2O，AlCl3+FeCl3+H2O和CaCl2+FeCl3+H2O在35℃时的相平衡

缺少含AlCl₃、CaCl₂和FeCl₃的溶液相平衡,使通过蒸发结晶从粉煤灰盐酸浸取液中制备纯净的AlCl₃·6H₂O变得比较困难。采用等温溶解法研究了三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O,AlCl₃+FeCl₃+H₂O和CaCl₂+FeCl₃+H₂O在35℃时的相平衡关系,测定了相应的溶解度及密度,并绘制了相应相图及密度-组成图。实验结果表明：三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O分别有两条溶解度曲线,两个单盐结晶区,无复盐和共溶体产生,同离子效应导致增加溶液中CaCl₂和FeCl₃浓度会有效降低AlCl₃的溶解度;CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系会形成复盐CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O;所得35℃相图与25℃相图相比,三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O中AlCl₃·6H₂O结晶区增大,CaCl₂·6H₂O结晶区转变成CaCl₂·4H₂O结晶区,CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系中CaCl₂·2FeCl₃·8H₂O结晶区转变为CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O结晶区。     

交互四元体系K+,NH4+//Cl-,H2PO4——H2O 在313.15 K时相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了交互四元体系K⁺,NH₄⁺//Cl^-,H₂PO₄^--H₂O以及子体系KCl-NH₄Cl-H₂O在313.15 K时的固-液相平衡关系,并根据实验数据绘制了四元体系及子体系的相关相图和水图,采用湿渣法与X射线衍射相结合的方法对平衡固相进行鉴定。实验结果表明,三元体系KCl-NH₄Cl-H₂O是一个部分互溶体系,相图有一个共结晶点、2条单变量曲线、5个结晶区;交互四元体系K⁺,NH₄⁺//Cl^-,H₂PO₄^--H₂O中形成了（K,NH₄）Cl和（K,NH₄）H₂PO₄两种固溶体,该四元相图包括2个共饱和点、5条单变量曲线及4个结晶区。实验结果可为该体系的共结晶研究、相应的模型拟合计算提供必要基础数据。     

新型稀土固体超强酸SO42-/MnO2/La3+的合成研究

以硫酸锰和硝酸镧为原料,采用共沉淀-浸渍法制备不同比例的SO^2-₄/MnO₂/La³⁺。以催化合成乙酸苄酯为探针反应,考察H₂SO₄浓度、La（NO₃）₃的质量分数、焙烧温度、焙烧时间等因素对其催化活性的影响。结果表明,催化剂制备的最佳条件为:硝酸镧的加人为硫酸锰的3%（质量分数）,浸渍浓度为1 mol·L^-1的H₂SO₄,焙烧温度为450℃,焙烧时间3 h,酯化率到达最大,为89.7%。     

Na+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O四元体系相平衡

针对海水淡化后浓海水综合利用问题,开展相平衡研究,提出硫酸钠水合物法增浓海水的方法。等温法测定了5℃时Na⁺, Mg²⁺//Cl^-, SO₄^2--H₂O四元体系及其子体系的相平衡溶解度数据,绘制并分析相图特征。结果表明：5℃时该体系存在2个等温共饱点和4个结晶区,十水硫酸钠结晶区形成面积较大,可用于硫酸钠水合物法增浓海水研究。相图分析和计算表明：该技术可使浓海水浓缩率高达82.78%,无水硫酸钠回收率99.6%。浓海水经精制处理后可作为制碱生产的原料,节省制碱生产过程中的化盐过程,为综合开发利用淡化后浓海水提供理论和数据基础。     

303.15 K三元体系 CaCl2-MgCl2-H2O相平衡实验及计算

为了实现高盐废水的资源化利用,回收钙镁无机盐产品和解决水环境问题,通过采用等温溶解平衡法研究303.15 K下三元体系CaCl₂-MgCl₂-H₂O的固液相平衡关系,测定该体系平衡液相中的各组分的溶解度、密度及折光率,采用X-ray粉晶衍射法结合Schreinemakers湿渣法确定平衡固相的组成,根据溶解度、密度及折光率数据,绘制了三元体系相图、三元体系示意图、溶解度-密度-折光率组成图。实验结果表明：该体系在303.15 K下有1种复盐生成,稳定相图由2个共饱和点,3条单变量曲线以及3个平衡固相结晶区,分别为2个单盐结晶区(CaCl₂·6H₂O和MgCl₂·6H₂O)和1个复盐结晶区(2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O)。同时,基于Pitzer模型,结合相关参数对该三元体系303.15 K的相平衡进行溶解度计算。通过对比发现,实验数据和计算数据基本吻合。     

核桃青皮基磁性生物质炭的制备及其对Co2+的吸附性能

针对含Co²⁺重金属离子废水的处理和粉末状生物质多孔炭难以回收的问题,提出以核桃青皮为原料,通过水热法制备炭前驱体,加入Fe(NO₃)₃·9H₂O浸渍后,热解制备磁性生物质多孔炭(MBC_x)。采用扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附、综合物性系统和X射线光电子能谱等手段对MBC_x进行表征,并考察了MBC_x对废水中Co²⁺的吸附性能。结果表明,当前驱体与Fe(NO₃)₃·9H₂O质量比为15:9时,所得MBC9的比表面积为249 m²·g^-1,平均孔径为4.45 nm,MBC₉表面的O、N和Fe元素的摩尔分数分别为14.04%、3.17%和1.28%。Langmuir吸附等温式能很好地描述MBC₉对Co²⁺的吸附过程,最大理论吸附量为130.38m...