水化膜对石英表面硫化作用的DFT研究

在许多地质检测和工业生产的过程中,硫化是一种常用的改善氧化矿浮选的预处理工艺。并不是所有的氧化矿物都可以硫化,因此石英表面的硫化十分重要。然而,该过程的详细机理目前仍不清楚,尤其是在存在水化膜的情况下。因此,本文使用密度泛函理论(DFT)来研究水化膜对石英表面硫化作用的影响。计算结果表明,水化膜对石英能否硫化起决定性作用,石英中的Si-O键比Si-S键强烈,导致石英表面水化膜对硫化氢(HS)有强大障碍,石英的硫化难以进行。为找出其内部机理,本文进一步分析了重叠布居、投影态密度(PDOS)和电子构型,并建立了它们与硫化行为的关系,研究其对硫化产物的性质和稳定性有何影响。

微细矿物颗粒表面水化膜研究现状及进展综述

微细矿物颗粒表面水化膜对其在水溶液中的分散与聚团具有重要影响。本文主要介绍了水化膜的形成机理及其对溶液中微细矿物颗粒分散与聚团的影响。并且分析了水化膜厚度及强度测量、水化作用力以及水化膜破解的研究现状。最后展望了水化膜研究在煤泥水微细颗粒聚团沉降方面的应用前景。

膨润土水化膜结构与活化机理辨析

本文讨论了膨润土水化膜的构成和加钠活化的机理，从分析计算的结果得出结论：膨润土的粘结力来自水化膜吸附层的粘性水和水化阳离子；活化主要是钠离子对蒙脱石晶层间阳离子的置换作用使颗粒细化以及颗粒负电性增强。

镁钙砂表面抗水化膜的显微结构与性能

采用浸渍法 ,并引入第二相抑制膜生长过程中裂纹的生成和扩展 ,制备了镁钙砂表面多组元复合膜 ,研究了膜的组织和形貌 ,测定了材料的抗水化性能。结果表明 ,复合膜主要由Ca2 P2 O7、MgO、CaCO3构成 ,厚度 5～2 0 μm ,较均匀致密 ,无显微裂隙 ,与镁钙砂基体结合牢固 ;表面处理后的镁钙材料抗水化性能显著提高 。

基于水化膜弱化促进煤泥脱水机理及试验研究

煤泥颗粒表面水化是煤泥脱水困难的重要因素之一,通过弱化煤泥颗粒表面水化膜促进煤泥高效脱水是一种新的技术方法。为掌握基于弱化水化膜促进煤泥脱水机理,采用密度泛函理论方法模拟了不同长链烷基季铵阳离子(表面活性剂)在煤泥水主要矿物颗粒表面的吸附,通过对吸附构型、Mulliken键布局及电荷的分析,研究了水及药剂在高岭石(001)面、α-石英(001)面和蒙脱石(001)面的吸附机理;通过开展煤泥脱水试验和接触角测试,探讨长链烷基季铵盐药剂对煤泥水分和表面润湿性的影响规律。结果表明,水分子在不同种类矿物(001)面的吸附稳定性顺序为石英>高岭石>蒙脱石,石英对煤泥脱水影响大于高岭石和蒙脱石;长链烷基季铵盐药剂在矿物表面的吸附稳定性明显高于水分子,说明药剂与水分子的竞争吸附作用顺序是蒙脱石>石英>高岭石;长链烷基季铵盐与几种矿物(001)表面吸附均是以静电引力为主,弱氢键为辅。随着长链烷基季铵盐药剂用量的增加,煤泥滤饼水分先减少后增加,当药剂用量为500 g/t效果最好,水分降低2.25%以上;随着药剂用量和链长的增加煤泥表面疏水性显著增加。控制药剂用量是实现高效煤泥脱水的技术关键,添加适量的表面活性剂有利于弱化矿物表面的水化膜,过量长链烷基季铵盐阻碍煤泥脱水。

矿物表面润湿性调控对固液界面水化膜的影响

浮选过程中固液界面水化膜的薄化、破裂是影响浮选效果的关键因素。为阐明矿物表面润湿性变化对固液界面水化膜的影响,以石墨为研究对象,利用双氧水和表面活性剂对石墨进行润湿性调控,采用原子力显微镜探针技术(AFM)对其表面水化膜的结构、厚度等进行直接表征,并对其影响机制进行研究。结果表明:矿物表面水化膜厚度随其氧化程度的增加而增加,且由氧化所增加的亲水性极性基团主要增加了矿物表面水化膜中有序层的厚度;表面活性剂的吸附可以对矿物表面上的含氧基团进行有效覆盖,从而使固液界面水化膜结构发生变化,其中低表面活性剂浓度下,固液界面水化膜中有序层结构向过渡层转变,可减小水化膜中有序层厚度;高表面活性剂浓度下,表面活性剂的过量吸附仅能造成水化膜中过渡层厚度的增加,有序层厚度不会发生显著变化。浮选过程中浮选药剂少量的过量添加是有益于亲水性矿物表面水化膜的薄化与破裂的。

利用原子力显微镜探针刺入测试黏土颗粒水化膜厚度的试验研究

黏土颗粒水化膜厚度问题是泥质膨胀性岩土膨胀机制研究的理论基础。关于黏土颗粒水化膜厚度测试资料较为丰富,但通过原子力显微镜测试黏土颗粒水化膜厚度的研究成果还较为少见,且在测试方法方面尚不完善。基于3层水化膜结构模型和原子力显微镜测试技术,通过对蒙脱石粉末、泥岩粉末、泥岩岩片3种样品的测试研究,提出了水化膜厚度刺入式测试方法、粉末样和岩石样的制样方法、试验数据的统计处理方法。总结了水化膜厚度测试曲线自由水段、弱结合水段、强结合水段、黏土颗粒段的变化规律。通过和既有研究成果的对比分析,论证了原子力显微镜刺入测试黏土颗粒水化膜厚度的合理性与可行性。结合工程实践,探讨了定量化获取水化膜厚度在理解泥质膨胀性岩土膨胀机制方面的工程意义和理论价值。

水化膜对原子力显微镜扫描图像的影响

原子力显微镜(AFM)有接触和轻敲两种工作方式,可以在气相和液相下工作.在液相工作状态下,浸没于水中的探针和样品表面会形成一层水化膜.在探针和样品表面形成的水化膜是否会对扫描图像产生影响以及产生何种影响是一个值得研究的问题.本文用原子力显微镜对1μm标准校正光栅在空气和水两种媒质中进行了图像扫描,扫描分别采用接触和轻敲两种工作方式.扫描图像显示,在液相工作环境中,水化膜在探针和样品表面的形成将严重影响轻敲工作方式所形成的图像,而接触方式的扫描图像基本不受影响.

通过DFT研究水化膜对菱锌矿表面硫化的影响

浮选是一种发生在固-液-气多相系统中的复杂过程,其主要涉及矿物、分离介质和各种浮选药剂等因素。该文对矿物性质进行深入研究,通过与其他成分(例如试剂和水)的相互作用,为浮选技术提供了基本的理论基础。根据密度泛函理论(DFT)进行计算,能够定性评估矿物系统与周围环境之间的物质和能量交换,从而显著地拓宽了浮选研究的深度。因此,该文探究水化膜对菱锌矿表面硫化作用的影响,计算结果表明,水化膜对菱锌矿能否硫化起决定性作用。其中,Hs可以打破其表面水化膜的屏障,并使其硫化。

蛋白质中的水化膜并非不可替代

蛋白质要保持正常的生物机能，其表面由水分子形成的水化膜十分重要。法国国家科研中心日前发表公报说，一个国际研究小组证实，一种聚合物纳米膜拥有和水化膜类似的特性，能够维持蛋白质活性。2010年，英国布里斯托尔大学研究人员亚当·佩里曼与同事成功制造出一种肌红蛋白聚合物纳米膜，实验中让蛋白质在完全没有水分的条件下保持了活性。然而，

疏水化淀粉基复合膜的制备及性能

以烷基烯酮二聚体(AKD)为疏水化组分,环氧改性聚酰胺(EPA)为增强交联组分制备了疏水增强型淀粉复合膜。研究了AKD对环氧改性聚酰胺/淀粉复合膜动态接触角、吸水率、结晶性能及力学性能的影响。结果表明,AKD能大幅度提高复合膜的疏水性能,当AKD含量为5.26%时,复合膜与水的接触角高达101°,且不随时间而降低;复合膜吸水率可从34.41%下降到18.84%。X射线衍射(XRD)表明AKD可增加复合膜组分间的相容性。AKD具有内增塑作用使复合膜拉伸强度降低、断裂伸长率增加。

锌银电池用水化纤维素膜改性后的性能

讨论了在不同组成的反应液中,反应温度和时间对锌银电池用水化纤维素膜进行改性的影响。对面积电阻、耐电解液的腐蚀能力、吸碱率及保液能力等测试以及实验电池电性能分析,总结了水化纤维素膜的性能。当甲醛浓度为30%,温度为20℃、反应时间为10 min时,改性后水化纤维素膜的各项物理性能比改性前提高近5%,制备的8AhXYZ8型锌银电池的循环寿命增加9次,放电容量、放电电压分别提高约20%和8%。

水化纤维素膜化学方法接枝共聚研究

首先对水化纤维素膜接枝共聚原理进行了分析,并在此基础上对水化纤维素膜采用化学方法与多种类型单体进行接枝共聚进行了实验,以期进一步提高共聚物材料的亲水性和耐碱能力。经过理论分析和初步筛选后,发现2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体与水化纤维素膜接枝共聚后,可以达到改善共聚物材料的亲水性和耐碱能力的目的。同时也以AMPS单体为切入点,对影响水化纤维素膜接枝的各种外部因素进行了探讨,为进一步研究水化纤维素膜通过化学方法接枝共聚提高性能奠定了基础。

聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯膜亲水化改性方法探究

利用聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)独有的C-Cl键作为反应活性位点,在配制铸膜液的过程中加入多羟基亲水性物质葡甲胺,PVDF-CTFE在溶解的同时与葡甲胺发生接枝反应,从而基于原位取代反应一步法制备了持久亲水的聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯膜.重点对比了一步法本体改性制备的改性PVDF-CTFE膜与表面接枝改性以及表面交联改性的PVDF-CTFE膜,考察了这3种方式改性后PVDF-CTFE膜的亲水性、拉伸强度、孔径变化和抗污染性能等.结果表明,一步法对共聚物膜的亲水化改性效果(水接触角下降66.2°)以及膜抗污染性能提升效果显著高于其他两种方式,并且在保持膜的孔径和拉伸强度不受影响的前提下显著地提升了膜的纯水通量(最高提升了185%).

水化纤维素膜的褪色及强度降低的原因

聚乙烯-丙烯酸接枝膜上的抗氧化剂和丙烯酸残留量较大时,在湿度较大的环境内隔膜吸收水分;抗氧化剂会破坏水化纤维素膜的大分子结构,使其抗拉强度降低,使锌银蓄电池的使用寿命缩短。

疏水增强型淀粉/PVA生物降解膜的性能

以烷基烯酮二聚体为疏水化组分,环氧改性聚酰胺为增强交联组分制备了疏水增强型淀粉/聚乙烯醇膜。动态接触角和吸水率测试表明,烷基烯酮二聚体能大幅度提高膜的疏水性能,较佳的烷基烯酮二聚体含量为3.30%,疏水增强型淀粉/聚乙烯醇膜接触角可达90°,吸水率低至15.44%。环氧改性聚酰胺能明显改善膜的拉伸强度,但环氧改性聚酰胺含量过高对断裂伸长率不利。X-射线衍射表明烷基烯酮二聚体的内增塑作用和环氧改性聚酰胺的交联特性可增加膜的相容性。生物降解测试显示,疏水增强型淀粉/聚乙烯醇膜具有一定的生物降解性,但环氧改性聚酰胺使膜的生物降解性能下降。

水化蒙脱石在浓电解质溶液中的特征及对溶液电导率的影响

经水化的蒙脱石,具有特殊的性能.本文通过经纯水水化的蒙脱石和未经纯水水化的蒙脱石,在浓Nil_4Cl溶液中的行为及对溶液电导率的影响,说明蒙脱石经纯水水化,在其表面形成较厚的水化膜,在浓NH_4Cl溶液中不易被NH_4^(+)离子“剥离”掉,表现出具有特殊的胶体性能.

羟基羧酸盐对水泥水化历程的影响

通过对柠檬酸钠、苹果酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠及腐植酸钠与聚羧酸减水剂共同作用下水泥净浆流动度、凝结时间及强度的研究及XRD,探讨了羟基羧酸盐对水泥水泥历程的影响规律。结果表明,羟基羧酸盐的引入可提高聚羧酸减水剂的分散性能,延长凝结时间,但不影响3 d、7 d、28 d强度的发展;而水化初期,羟基羧酸盐促进C3A的溶解及AFt的生长,而对C3S有较强的抑制作用,当掺量为0.20%时,浆体CH衍射峰消失;与其他羟基羧酸盐相比,腐植酸钠由于分子量较大,分子结构复杂,其缓凝效果较差。

尾砂粒级组成对胶结充填料流变特性与强度的影响

为探究尾砂粒级组成与充填料流变特性及强度之间的关系,采用全尾砂、旋流器分级溢流和底流尾砂经人工配制成5种尾砂充填料,开展了不同粒级组成尾砂充填料流变与强度试验。结果表明:随着尾砂中-38μm细粒级含量的增加,充填料浆屈服应力和塑性黏度增加,且-38μm细粒级含量越高充填料浆屈服应力和塑性黏度增加幅度越大;随着细粒级尾砂含量的增加,水化膜厚度呈先增加后降低的变化趋势;充填料浆初始屈服应力和塑性黏度受水化膜厚度和固体颗粒比表面积的双重影响;当细粒级尾砂含量超过44.37%时,水化膜厚度与充填料浆初始屈服应力和塑性黏度之间存在负指数关系。随着细粒级尾砂含量的增加,尾砂充填体强度先增加后减小,细粒级含量为44.37%时为尾砂最佳粒级组成,此时充填体中尾砂堆积所形成的骨架结构最密实,充填体总孔隙率、平均孔径和大于0.2μm有害孔占比最小。