Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中的溶解特性研究

利用等温饱和法研究温度和熔盐组分对Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度的影响。并利用热力学计算软件HSC对熔盐体系各组分之间可能发生的化学反应进行计算,结合X射线衍射对熔盐急冷试样做了分析,确定了Cr_2O_3的溶解机理。结果表明:700℃时,Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解饱和时间为5 h左右,继续升高温度至30℃,达到再饱和需要80 min左右;Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解度随温度的升高而增大,随NaF含量的增加而增大,其溶解机理为物理溶解。     

三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度,根据实验数据和固相组成绘制了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H2O 273 K等温相图。实验结果表明:该体系组分之间没有形成复盐和固溶体,属于简单共饱和型体系;体系的稳定相图由1个共饱点,2条单变量曲线,2个固相结晶区组成,结晶区分别对应Na_2B_4O_7·10H_2O和MgB_4O_7·9H_2O。文中还对该三元体系在不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K相平衡研究

针对含锂相关水盐体系相平衡研究不够完善的问题,采用等温溶解平衡法研究四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O在273 K相平衡关系,并根据溶解度数据绘制相图。结果表明该体系属于简单交互四元体系,无复盐和固溶体生成。其相图包含2个共饱点,5条单变量曲线和4个结晶相区(分别是Li_2B_4O_7·3H_2O、Li_2SO_4·H_2O、MgB_4O_7·9H_2O和MgSO_4·7H_2O)。从相图中可以看出,MgB_4O_7所对应的相区最大,溶解度最小。对比该体系在不同温度下相图发现,随着温度升高MgSO_4和MgB_4O_7的结晶区明显减小,而Li_2B_4O_7和Li_2SO_4的结晶区明显增大,说明MgSO_4和MgB_4O_7的溶解度相较于Li_2B_4O_7和Li_2SO_4对温度变化更敏感。     

三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水15℃时相平衡研究

采用等温溶解平衡法,研究了三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水在15℃时固液相平衡,测定了2个体系的溶解度和平衡液相的密度、折光率、pH值。研究结果表明:两个三元体系15℃稳定相图中均有一个共饱点,2个两相区,1个三相区(分别为L+Na_2B_4O_7·10H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O、L+K_2B_4O_7·4H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),体系存在3种固相为:Na_2B_4O_7·10H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O,无复盐或固溶体生成。溶液中硼酸钠(硼酸钾)对多水硼镁石有很强的盐析效应,液相的密度、折光率和pH值随溶液中硼酸钠(硼酸钾)质量分数的增加呈有规律的变化。     

三元体系Li_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O在308.15K时固液相平衡研究

青藏高原盐湖卤水提钠、钾后变为Li~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),borate-H_2O五元体系,开展该体系及子体系相平衡研究对综合利用盐湖卤水意义重大。文中采用等温溶解平衡法,测定了三元子体系Li_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O在308.15 K时稳定平衡的溶解度。由研究结果可知:该三元体系为水合物I型,无复盐及固溶体形成;有1个共饱点E(Li_2B_4O_7·3H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),液相组成(质量分数)为:Li_2B_4O_73.73%,Mg_2B_6O_(11)0.04%,2条单变量曲线AE和BE,2个单盐结晶区对应的平衡固相为Li_2B_4O_7·3H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O。随平衡液相中Li_2B_4O_7质量分数不断增大,Mg_2B_6O_(11)的含量不断减小,表明Li_2B_4O_7对Mg_2B_6O_(11)有较强盐析作用。同时发现,章氏硼镁石(Mg B_4O_7·9H_2O)在308.15 K时不能稳定存在,易转化为多水硼镁石(Mg_2B_6O_(11)·15H_2O)。平衡液相的密度、折光率、p H值均随液相中Li_2B_4O_7质量分数的改变呈规律性变化。其中,密度和折光率随Li_2B_4O_7质量分数的增大而增大,至共饱点E达到最大值。用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和实验值吻合较好。     

三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡研究

应用等温溶解平衡法研究了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的稳定相平衡,测定了该体系饱和溶液的溶解度和密度。通过实验数据和固相组成分别绘制了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的相图以及相应的密度-组成图。该体系的稳定相图包含一个共饱点,对应的平衡固相为Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O,共饱点液相组成(质量分数)为Li_2B_4O_72.27%,K_2B_4O_79.80%,两条单变量曲线,两个固相结晶区,分别对应Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O。实验结果表明:体系属于简单共饱型,没有形成复盐和固溶体;Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O之间存在相互盐溶作用;在共饱点处,饱和溶液的密度达到最大。同时,对该三元体系在273,288,298,348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论,发现该体系两种盐在不同温度下有相同的结晶形式。     

B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的化学反应研究

B_4C陶瓷具有优异的热中子俘获能力而用于核能发电领域,这种核反应控制材料的热稳定性和化学稳定性引起了广泛关注。本文研究了B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的反应性能,采用热重分析(TG-DTA)、X射线粉末衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术研究了熔盐反应产物的组成和结构。利用电子扫描显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了产物的微观形貌与组成。结果表明,900℃的Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐可与B_4C反应合成Al_(18)B_4O_(33)相晶须,晶须直径100~300 nm,长度达到几个微米。提出氧化-溶解循环机理解释了熔盐反应及其硼酸铝晶须的生长过程。     

四元体系Li~+,K~+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K相平衡

利用等温溶解平衡法研究了四元体系Li~+,K~+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度和平衡液相密度。根据实验数据和固相组成分别绘制了四元体系Li~+,K+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K时的稳定相图、水图以及相应的密度-组成图。结果表明:该体系组分之间没有形成复盐和固溶体,属于简单共饱和型体系;体系的稳定相图由1个共饱点,3条单变量曲线,3个固相结晶区组成,结晶区分别对应Li_2B_4O_7·3H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和MgB_4O_7·9H_2O;平衡液相密度在共饱点处达到最大。研究还对该四元体系在273 K、288 K和348K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

硼酸盐作碳石墨材料抗氧化涂层的研究

采用硼酸盐涂层工艺来防护碳石墨材料被氧化是一种较经济的技术。防护效果也相当好。通过一系列的试验,对B_2O_3、Na_2O—B_2O_3、Na_2B_4O_7防护碳石墨材料被氧化的机理进行了探讨。试验结果表明,B_2O_3涂层在干燥空气中可以保证900℃、24h不氧化,700℃、100h不氧化,1000℃、2h不氧化;Na,O—B_2O_3涂层在干湿空气中都可以达到B_2O_3涂层的效果,Na_2B_4O_7在短时间高温下对碳石墨材料的氧化防护有一定的作用。     

碳酸氢铵分解动力学及其在弱碱性条件下的溶解特性

用甲醛滴定法研究了氨法脱碳产物NH_4HCO_3溶液的受热分解,测定了温度323~363 K、浓度3.0%~7.9%(w)时的NH_4HCO_3溶液分解过程中主要离子的浓度变化,并用动态法测定了288~313 K时NH_4HCO_3在Na_2CO_3-H_2O体系中的溶解度.结果表明,HCO_3~-浓度在前30 min内先快速下降再平缓下降,NH_4HCO_3分解速率随温度升高增大.同一温度下,浓度越高,达到分解平衡所需时间越短.NH_4HCO_3的分解过程符合Lageren吸附模型;NH_4HCO_3的溶解度随温度升高而增加,随Na2CO3浓度增加先上升后下降,在0.1 mol/kg时最大,此时平衡固相由NH_4HCO_3变为Na HCO3.