富镍电镀废液中镍的回收及次磷酸镍制备研究

以实际富镍电镀废液为研究对象,使用沉淀回收得到的Ni(OH)₂为镍源制备次磷酸镍(Ni(H₂PO₂)₂·6H₂O)。主要考察反应pH值和温度对金属沉淀效率的影响、反应P/Ni物质的量比和温度对Ni(H₂PO₂)₂·6H₂O合成反应速率、产率和纯度的影响。试验结果表明：金属离子沉淀效率随反应pH值和温度的升高而增大,在pH值为3.6,反应温度为85℃的条件下,以1 mol/L的NaOH溶液作沉淀剂,Fe、Al、Cr的沉淀率和Ni损失率分别达到98.7%,95.6%,96.2%和3.47%。在pH值为8.2,反应温度为85℃的条件下,Ni的沉淀率为97.5%;XRD物相分析表明,P/Ni物质的量比是影响Ni(H₂PO₂)₂·6H₂O合成反应速率、产率和纯度的重要因素。在P/Ni物质的量比为2.4,反应温度为6...     

垃圾焚烧飞灰中氯元素存在形态及深度脱氯的研究

垃圾焚烧飞灰中的氯含量影响其在水泥窑协同处置生料中的占比,因此需要对飞灰做脱氯处理。利用XRD对飞灰氯元素的存在形态研究表明：氯元素以水溶性氯和非水溶性氯2种形态存在于飞灰中,炉排炉飞灰的水溶性氯化物为CaCl₂·Ca（OH）₂·H₂O、CaClOH、CaCl₂·2H₂O、KCl和NaCl,非水溶性氯化物为AlOCl和Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂等;流化床飞灰的水溶性氯以CaCl₂·2H₂O和KCl形式存在,非水溶性氯以AlOCl、Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂和Ca₄OCl₆等形式存在。对水洗脱除水溶性氯的研究结果显示：对于炉排炉飞灰,控制液固比（mL/g,下同）为10+4+2、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达97.01%;对于流化床飞灰,控制液固比组合6+6+4、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达99.17%;酸、碱洗及高温煅烧均能降低飞灰非水溶性氯含量,其中煅烧处理后的炉排炉飞灰残氯质量分数为0.36%、流化床飞灰为0.45%。     

原位合成有序介孔氧化铝负载Cu-Ce催化剂及其维埃斯吸附消毒性能

以三嵌段共聚物F127(EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆)为模板剂,Al[OCH(CH₃)₂]₃为铝源,活性组分前体Cu(NO₃)₂·2.5H₂O和Ce(NO₃)₂·6H₂O,采取原位合成法制备有序介孔氧化铝负载的Cu-Ce催化剂,研究合成的有序介孔氧化铝及催化剂对维埃斯(VS)的消毒效果。结果表明,VS在Al-0.05Cu-0.05Ce双金属催化剂表面的消毒降解效果最佳,产物中氧化物相对较多,主要发生S—C键和P—S键的断裂,断裂的碎片进一步氧化,反应4天,VS消毒降解率98.01%。这可能是由于CeO₂中的铈元素能受环境影响在Ce³⁺→Ce⁴⁺间发生可逆转变,催化VS发生氧化消毒反应。     

钙添加剂对Na2CO3催化高铝煤焦水蒸气气化反应性的影响

以孙家壕高铝煤为实验煤样,将煤样在800℃制成煤焦,采用热重分析仪(TGA)研究了钙添加剂对孙家壕煤焦Na₂CO₃催化水蒸气气化反应性的影响。结果表明：Ca(OH)₂对孙家壕煤焦水蒸气气化具有催化作用,在对孙家壕煤焦进行800℃Ca(OH)₂催化水蒸气气化时,Ca(OH)₂的负载量在15%(质量分数,下同)时达到饱和;通过比较Na₂CO₃和Ca(OH)₂对孙家壕煤焦800℃水蒸气气化的催化活性,发现Na₂CO₃的催化气化活性比Ca(OH)₂的催化气化活性大,负载5%Na₂CO₃和10%Ca(OH)₂的孙家壕焦的800℃水蒸气气化反应性相等;添加10%Ca(OH)₂添加剂可以使负载10%Na₂CO₃的孙家壕煤焦在700℃...     

H2O2/Fe2(MoO4)3体系中H2O2吸附分解及NO氧化行为的DFT研究

为阐明H₂O₂/Fe₂(MoO₄)₃体系脱硝过程中H₂O₂吸附分解及NO氧化行为，基于DFT方法首次计算了H₂O₂和NO分子单独及二者同时在Fe₂(MoO₄)₃表面的吸附构型，并通过考察吸附能、Mulliken电荷及氧化路径等特性揭示H₂O₂催化分解和NO氧化的微观机制。结果表明：H₂O₂在Fe₂(MoO₄)₃表面易分解为活性自由基，而NO则以分子形式吸附；H₂O₂和NO共吸附时，H₂O₂优先吸附于催化剂表面并随后分解，NO则分别被H₂O₂分解产...     

快速反应热重分析仪的开发和基础特性（英文）

热能储存是提高能量利用效率的重要途径。基于Ca(OH)₂/CaO的流态化热化学储热可实现大规模热能的快速储存和释放,因此研究Ca(OH)₂/CaO在流态化条件下的反应动力学尤为重要。热重分析仪(TGA)无法为Ca(OH)₂提供恒温反应条件,且传质抑制现象显著。基于此,提出了一种快速反应热重分析仪,相比常规TGA,其可为Ca(OH)₂/CaO提供更接近流态化的反应条件。通过快速移动高温反应器和实施高速吹扫气,快速反应热重分析仪可为储热材料提供更高的升温速率和更好的传质条件。通过一系列解耦试验,明确了反应器温度、反应器移动速度和吹扫气流对快速反应热重分析仪性能的影响。利用分析纯Ca(OH)₂进行测试,对比快速反应热重分析仪和TGA获得的材料转化率,发现偏差仅为0.81%,证明了快速反应热重分析仪的准确性。     

混凝土点状爆裂原因探究及机理分析

针对建筑工程中混凝土构件表面出现的点状爆裂现象,对出现爆裂的混凝土构件进行采样,通过XRD分析确定了样品的主要组成有CaO、C₃A、C₁₂A₇、Ca(OH)₂等矿物,结合样品的DSC/TGA定量分析数据,确定了导致混凝土点状爆裂的主要原因是CaO水化生成Ca(OH)₂体积膨胀导致的;此外,混凝土中的C₁₂A₇与找平材料(主要指石膏)中的CaSO₄·2H₂O会水化生成AFt,也会导致混凝土开裂,因此,在混凝土抹面后点状爆裂现象会集中出现。采用乙二醇-EDTA化学滴定法测定样品游离总钙,结合DSC/TGA定量分析结果,发现爆裂中心底层未粉化骨料中f-CaO含量依然较高,解释了工程中采用当前修补方式修补后混凝土继续爆裂的原因。     

含锌锰硼海藻酸体系Ca(NO3)2-Mg(NO3)2-H2O相图绘制及其在水溶肥料制备中的应用

采用等温溶解平衡法研究定量海藻酸、Zn(NO₃)₂、Mn(NO₃)₂、H₃BO₃体系中Ca(NO₃)₂-Mg(NO₃)₂-H₂O的相平衡关系，绘制0℃、10℃、20℃下的水盐体系相图，并根据相图制备了多种配方的液体水溶肥料产品。浸种实验表明，Ca、Mg、Zn、Mn、B、海藻酸质量浓度分别为71.00、36.20、16.15、8.09、2.02、0.106 1 g/L的配方水溶肥料400倍稀释液浸种效果最好。     

基于CO2原位捕集的生物质热解制氢

以谷壳作为生物质研究对象,在石英管反应器中研究了基于CO₂原位捕集的谷壳热解制H₂,考察了不同温度、不同的CO₂捕集剂（CaO）配比对其热解的产气量、气体中H₂的体积分数的影响。实验结果表明,谷壳热解的产气量随温度的升高而增大,当反应温度在800℃时有最大产气量340mL/g;捕集剂CaO的添加通过原位吸收CO₂促进相关反应向生成氢气的方向移动。在600℃,不同比例CaO下CO₂体积分数都保持在22%左右,谷壳热解产生的气体中H₂的体积分数为14%~26%;在700℃,当CaO与生物质质量比为1：4时,添加CaO捕集剂能够较好地捕集CO₂,有效提高H₂的体积分数,此时获得较高的H₂产率41%,较低的CO₂体积分数16%,CaO的捕集率为64%;GC-MS表征分析发现,CaO在800℃的温度下对热解过程中产生的焦油有部分催化裂解效果。     

石灰石干法制备高性能氢氧化钙的工艺及应用研究

干法制备氢氧化钙生产流程简单、生产效率高且具有良好的脱硫效果，但以矿石为原料生产的氢氧化钙在纯度和比表面积等性能方面仍需要提升。为了采用干法制备出高性能氢氧化钙，以某矿山的石灰石为原料，考察水灰比、反应时间、反应温度、添加剂、消化方式对氢氧化钙性能的影响。采用比表面积分析仪、XRD、SEM和FT-IR对样品进行了表征。结果表明：在水灰比(水与石灰质量比)为0.5、反应时间为40 min、反应温度为40℃、添加4%(质量分数)PEG400、3次消化条件下制备的氢氧化钙性能最优，CaO水化率为95.28%、Ca(OH)₂纯度为93.91%、Ca(OH)₂比表面积为52.62 m2/g、Ca(OH)₂气孔容量为0.163 cm3/g，此研究为制备高性能氢氧化钙提供理论基础。     

不同pH值碱性电解水对砂浆工作性能和强度的影响

碱性电解水具有强碱性、高活性、离子性和吸附性等优点,本文利用不同pH值(9.5、10.5、11.5)的碱性电解水制备粉煤灰砂浆,并在粉煤灰取代率为0%、15%及30%(质量分数)的条件下,系统研究了不同pH值碱性电解水对粉煤灰砂浆的工作性能、力学性能以及Ca(OH)₂等水泥水化产物含量的影响规律,并利用XRD、SEM等微观试验对比分析了不同pH值的粉煤灰净浆的结构组成和微观形貌特征。试验结果表明:随着pH值的提高,相较于普通自来水粉煤灰砂浆,碱性电解水粉煤灰砂浆的流动度、抗压强度和抗折强度逐渐提高,水化产物Ca(OH)₂含量逐渐降低。当碱性电解水pH值为10.5,粉煤灰取代率为15%时,碱性电解水粉煤灰砂浆的早期强度和流动度的改善效果达到最佳,28 d的抗压强度和抗折强度较普通水砂浆分别提高了8.4%和12.5%。同时,相较于普通自来水净浆,不同pH值的碱性电解水净浆的团簇化和颗粒化均表现得更加明显,这对于促进水泥水化进程,提高砂浆流动性,激发粉煤灰早期活性起到了积极作用,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)₂等水化产物以外,还生成了钾长石等其他水化产物。     

钾基碱性电解水对粉煤灰混凝土性能的影响

碱性电解水具有高活性、强碱性、强离子性和吸附性等优点。利用碱性电解水作为拌合水制备不同取代率的粉煤灰混凝土,系统研究碱性电解水对粉煤灰混凝土的工作性能、力学性能和抗氯离子渗透性能的影响,并结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和差热分析试验(TG/DTA)分析碱性电解水混凝土的水化产物及微观结构形貌。结果表明:碱性电解水能够促进混凝土中水泥早期水化反应,改善混凝土的工作性能,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)₂等水化产物外,还生成了钾长石,降低了孔隙率,提高结构密实度,改善了混凝土的力学性能和抗渗性能;同时,碱性电解水在一定程度上可以激发粉煤灰的早期活性效应,使得粉煤灰玻璃体网络结构加速断裂,粉煤灰中的SiO₂和Al₂O₃大量溶出与混凝土中的水化产物Ca(OH)₂发生二次反应,生成更多的硅酸钙和铝酸钙等胶凝性产物。相较于普通自来水混凝土,当粉煤灰取代率为20%和30%(质量分数)时,碱性电解水混凝土的56 d抗压强度分别增长了8.7%和3.5%。     

富氧燃烧下水蒸气对矿物捕集铬的影响

通过沉降炉煤燃烧实验及动力学模拟研究了水蒸气对Cr转化行为的作用及水蒸气对矿物吸附剂捕集Cr的影响。研究表明,CaO及Fe₂O₃在空气及富氧燃烧下均能较好地捕获Cr蒸气,石灰石的作用远差于CaO及Fe₂O₃,高岭土无论空气还是富氧燃烧下对捕集Cr均无效果。动力学模拟表明H₂O促进Cr（Ⅲ）快速转化为高价Cr蒸气CrO（OH）₂、CrO₂（OH）及CrO₂（OH）₂。富氧燃烧下H₂O抑制了CaO与Cr的反应,但燃烧灰中六价铬化合物大量增加,特别是当H₂O与CaO同时存在时,灰中43%的铬为六价铬。水蒸气促进了Fe₂O₃捕集铬化合物使其固定在灰中。富氧燃烧下水蒸气促进Cr在煤灰中富集,随着H₂O浓度由8%升高至20%,灰中铬的富集率又下降,主要由于水蒸气对CaO捕集Cr的抑制作用。     

A new use of boiler ash: recovery of vanadium as a catalytic VPO system

A VPO system was prepared from boiler-ash. VO(H₂PO₄)₂ phase has been obtained at low temperature and characterized through a combination of techniques including TG-DTA analysis, X-ray powder diffraction and FT-Raman spectroscopy. The thermal decomposition of the precursor material gives a VO(PO₃)₂ and V(PO₃)₃ phase mixture. Supported and unsupported catalysts prepared were compared and contrasted in the partial oxidation of methane (POM). The catalysts were more selective to C₂-hydrocarbons than a VPO catalyst prepared by the conventional method and studied in similar conditions. Thus, the selectivity to C₁-oxygenates was similar, however, the selectivity to CO_x products was hindered. The observation that the precursor VO(H₂PO₄)₂ obtained from boiler ash as recovery and precipitation of the vanadium can generate catalysts of low selectivity to total oxidation products might provide a useful insight into the design of a new series of high activity and high selectivity partial oxidation catalysts.     

粉煤灰浓硫酸焙烧过程及其非等温动力学

粉煤灰浓硫酸焙烧法提取Al₂O₃工艺中焙烧过程十分重要,研究发现适当提升硫酸浓度、酸灰质量比和温度可增大Al转化率,而延长焙烧时间影响并不显著;在硫酸浓度80%、酸灰质量比1.5:1、温度270℃和时间60 min条件下,Al转化率可达92 %～95%。TG/DSC与XRD分析表明,焙烧过程反应主要分为3个阶段:80～206℃时形成中间产物Al(HSO₄)₃及H₂O气化;206～241℃时生成Al(HSO₄)₃及Al₂(SO₄)₃·H₂O;241～304℃时由Al₂(SO₄)₃·H₂O和Al(HSO₄)₃二者分解转化成Al₂(SO₄)₃。由Kissinger微分法与Ozawa积分法分别计算出3个阶段表观活化能后取二者平均值,分别为52.61、74.11、96.08 kJ·mol^-1,并获得频率因子、反应级数和动力学方程,所获结果可为粉煤灰硫酸焙烧法提取Al₂O₃焙烧工艺设计和过程优化提供理论参考和基础数据。     

Resistance of sodium polyphosphate-modified fly ash/calcium aluminate blend cements to hot H2SO4 solution

Sodium polyphosphate-modified Class F fly ash/calcium aluminate blend (SFCB) cements were prepared at room temperature and their resistance to hot acid erosion was evaluated by submerging them in H₂SO₄ solution (pH 1.6) at 90°C. Sodium polyphosphate preferentially reacted with calcium aluminate cement (CAC) to form amorphous Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel, rather than fly ash. These amorphous reaction products, which bound the partially reacted and unreacted CAC and fly ash particles into a coherent mass, were responsible for strengthening and densifying the SFCB specimens at room temperature, playing an essential role in mitigating their acid erosion. In these cements, the extent of acid erosion depended primarily on the ratio of fly ash/CAC; namely, those with a higher ratio underwent a severe erosion. This effect was due to the formation of a porous structure, which allowed acid to permeate the cement easily, diminishing the protective activity of Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel against H₂SO₄.     

低钙粉煤灰-水泥浆液可注性试验研究

为了探究低钙粉煤灰在注浆法中的应用,本文以加固低强度破碎顶板为工程背景,进行了相应的室内试验,探究在不同水固比和粉煤灰掺量的影响因素下,浆液析水率、结石率、粘度、凝结时间以及注浆结石体强度的变化规律,并结合扫描电镜(SEM)以及X-射线衍射(XRD)等分析注浆体的微观结构。结果表明,当浆液的水固比为0.7:1(质量比)、粉煤灰掺量为70%(质量分数)时,浆液的性能参数最优。此时,浆液的粘度为55.50 s,析水率为3.89%(体积分数),结石率为94.16%(体积分数),3 d、7 d和28 d三个龄期浆液结石体的抗压强度分别为0.67 MPa,1.77 MPa和3.10 MPa。XRD定性物相分析表明,碱性激发剂的加入使体系中Ca(OH)₂衍射峰增高,随着期龄的增加,Ca(OH)₂、石英和莫来石相衍射峰明显减小,促进了粉煤灰潜在活性的释放。SEM微观结构形貌分析可知,早期浆体微观结构疏松,存在薄板状的Ca(OH)₂,并伴有少量针状的AFt(钙矾石),后期浆体内部的薄板状晶体Ca(OH)₂和絮凝状C-S-H凝胶交织在一起,形成密实的网络结构。     

磷酸二氢钙对玉米秆灰熔融烧结特性的影响研究

农业秸秆通常含有较高的碱金属,在燃烧过程中易造成锅炉高温熔融烧结问题,影响锅炉正常运行。使用灰熔点测试仪并结合灰样烧结度测试研究磷酸二氢钙添加剂对玉米秆灰熔融烧结特性的影响规律。此外,使用固定床管式炉研究了磷酸二氢钙与两种不同钾盐之间的反应特性。结果表明燃烧温度和磷酸二氢钙与钾盐混合比例对反应产物影响显著。在碱金属盐过量时,磷酸二氢钙与碱金属盐在温度高于300℃时开始反应,300~600℃产物以Ca₂P₂O₇、Ca(PO₃）₂、KCa(PO₃）₃为主,700~900℃反应产物主要为K₂CaP₂O₇。当磷酸二氢钙过量时,除磷酸二氢钙与钾盐的反应外同时存在磷酸二氢钙的高温分解反应以及反应产物间的二次反应。此外,研究发现磷酸二氢钙与K₂CO₃的反应活性显著高于KCl。在玉米秆中添加磷酸二氢钙后可在灰分中形成高熔点的Ca₉MgK(PO₄）₇和CaKPO₄,显著提高生物质灰的熔融温度并在实验温度范围内有效缓解玉米秆的熔融烧结。研究成果可为磷基添加剂在缓解生物质锅炉灰熔融烧结中的应用提供理论指导。     

碱性氧化物对煤灰熔融特征行为的影响

利用分析纯试剂制备了酸碱比为0.82,但Na₂O、CaO、MgO和Fe₂O₃含量不同的合成灰,并在815℃下在马弗炉中进行灼烧后,对其熔融温度进行测定。同时利用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射仪（XRD）对样品微观形貌和矿物组成进行表征。结果表明：随着Na₂O质量分数从4%升高到12%,合成灰变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）分别从1225℃、1233℃、1255℃和1297℃下降为1162℃、1174℃、1181℃和1189℃,意味着Na₂O对合成灰具有较强的助熔效果;随着CaO和MgO含量在合成灰中分别增加,DT、ST和HT均单调上升,而FT则呈先下降后上升趋势,说明二者含量变化与合成灰熔融温度呈非线性关系;随着Fe₂O₃质量分数由5%增加至30%,FT由1215℃上升至1308℃,而其他3个熔融特征温度并无显著变化。通过SEM-EDS和XRD表征发现,合成灰中耐熔矿物（SiO₂和CaAl₂Si₂O₈等）和助熔矿物（CaMgSi₂O₆和NaAlSiO₄等）的比例变化和含钠矿物、含钙矿物之间低温共熔反应程度是影响其熔融温度的主要原因。综合对比所有合成煤灰熔融特征温度和化学组成发现,对于具有相同酸碱比的煤灰,DT主要与样品中Na₂O含量和碱土金属总量（CaO+MgO）密切相关影响,而FT主要受Na₂O和Fe₂O₃含量影响。