对氨基水杨酸镧对天然橡胶硫化特性的影响

以氯化镧和对氨基水杨酸钠为原料,采用沉淀法合成了新型环保促进剂对氨基水杨酸镧(PAS-La)。通过元素分析、热分析和红外光谱分析等方法对产物进行了表征并确定其分子式为La(C_(7)H_(6)NO_(3))_(3)·H_(2)O。利用无转子硫化仪、平衡溶胀法和万能试验机考察了PAS-La对天然橡胶硫化特性、交联密度和力学性能的影响,并对硫化动力学进行了分析。结果表明,随着PAS-La添加量的增加,天然橡胶的正硫化时间存在最大值,焦烧时间先减小后增大;硫化胶的交联密度增大,力学性能明显增强。当PAS-La的添加量为1.2份(质量)时,其对天然橡胶的硫化促进作用达到最佳。动力学计算发现,随着PAS-La添加量的增加,交联前驱体的反应活性增强,活化能先减小再增大。

2-氨基烟酸镧铈对PVC热稳定性的影响

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO_(3))_(3)、La(NO_(3))_(3)和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热稳定性能,当m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2时,其热稳定时间为38 min,可以减小在加工过程中的损耗,增强PVC的力学性能,但是随着温度升高2-LCANA要比m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2的复配稳定剂抑制PVC降解反应发生更有效。2-LCANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3)和CeCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,可以有效地阻止PVC链上C-Cl和与氯相连的C-H断裂,减少共轭双键的生成,减缓PVC变色,延缓了PVC的热降解。

2-氨基烟酸镧的合成对聚氯乙烯热稳定性的影响

通过2-氨基烟酸(2-ANA)、硝酸镧和氢氧化钠的复分解反应合成了2-氨基烟酸镧(2-LANA),并研究了其对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明,2-LANA提高了PVC的热稳定性能,使PVC的静态和动态稳定时间分别延长至27 min和27.45 min。将2-LANA与硬脂酸锌(ZnSt_(2))、硬脂酸钙(CaSt_(2))、季戊四醇(PE)进行一种或两种以上复配来探究其复配热稳定剂的热稳定性能,当2-LANA∶ZnSt_(2)∶PE=2∶1∶2时,其静态和动态热稳定时间分别为66 min和64.91 min,并且PVC降解表观活化能(Ea)最高为169.73 kJ/mol,说明其可以使PVC降解反应更难发生;当2-LANA∶Ca/Zn稳定剂∶PE=1∶1∶3时,其抗变色性能、流变性能和力学性能最佳,增强了PVC加工过程的稳定性和延展性。说明2-LANA与其他稳定剂存在明显的协同作用。2-LANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,能有效地阻止PVC链上C—Cl和与氯相连的C—H断裂,使共轭双键减少,减缓PVC变色,在一定程度上延缓了PVC的热降解。

微生物冶金及其在稀土资源利用中的研究进展

我国稀土矿开采方式比较粗放,长期过度开采给矿区周边的生态环境造成了严重破坏,因此亟需开发出更加高效、环保的浸出工艺。微生物冶金技术是指用含有微生物的溶液将有价金属元素从矿石中溶解出来并加以回收利用的方法,其实质是加速将矿物自然转化成氧化物的湿法冶金过程,特别适合处理低品位、复杂、难处理的矿产资源。介绍了微生物冶金技术的特点,回顾了微生物冶金技术的发展历程,阐述了微生物浸出稀土元素的机理,详细介绍了生物浸出、生物氧化、生物分解3种微生物冶金技术的原理和特点,指出了微生物冶金技术目前存在的不足,并展望了该技术未来的重点研究方向。

GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO_(4)为基质,Sm^(3+)为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1000、1100和1200℃下焙烧,得到一系列GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉。首先探究了GdPO_(4):Sm^(3+)的最佳焙烧温度;其次研究了Sm^(3+)掺杂浓度对GdPO_(4):Sm^(3+)荧光性能的影响;最后研究了GdPO_(4):2%Sm^(3+)的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明:荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO_(4)·H_(2)O:Sm^(3+)变为单斜晶系的GdPO_(4):Sm^(3+),形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1000℃,Sm^(3+)掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO_(4):2%Sm^(3+)中Sm^(3+)之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品Gd PO_(4):2%Sm^(3+)有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率为1.22×10^(-4)emu·g^(-1)·Oe^(-1)。

制备方法与Ce^(3+)对二水硫酸钙晶须形貌的影响

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl_(3)·7H_(2)O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明:采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce^(3+)以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响,但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce^(3+)能够促进晶须向一维生长,使得CSW的长径比显著增加,而过量的Ce^(3+)会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性,这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。

基于“双碳”目标背景下冶金工程学科的发展机遇与挑战

随着大数据、互联网、人工智能等信息技术的深入发展,传统冶金工程学科的人才培养模式、教学目标、科技研发与知识框架结构等内容已难以适应新形势下的产业技术变革与企业转型升级需求,而“双碳”目标的提出更是倒逼冶金工程学科主动适应新形势的学科发展脉络,在此背景下冶金工程学科的发展既充满着机遇也伴随着挑战。

添加剂对无水硫酸钙晶须生长的影响及分子动力学模拟

以硫酸铵废水为原料,采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟,计算得到各晶面吸附能。结果表明,产物均为正交晶系的CSW。未加添加剂制备出的CSW平均长度为65.27μm,长径比为40,但表面粗糙,分布不均匀。加入4%(质量分数)SDBS制备出的CSW形貌最优,分布均匀,表面光滑且均为针状,平均长度为136μm,长径比为62。SDBS能促进CSW以螺旋位错的形式沿轴向生长,提高CSW长径比。

草酸盐沉淀法制备超细氧化铈的研究

研究了草酸盐沉淀法制备超细氧化铈粉体的工艺。通过正交实验,研究了沉淀方式、沉淀剂的浓度、硝酸铈的浓度、反应温度、滴加速度等沉淀条件对氧化铈颗粒粒径的影响,找出了制备纳米氧化铈的最佳沉淀工艺条件。利用DTA/TG对氧化铈样品前驱体的热分解行为进行了分析,研究了焙烧和干燥条件对氧化铈粒径和比表面积的影响,由此确立了制备氧化铈合适的焙烧和干燥条件。结果表明采用草酸盐反向沉淀法可以得到超细氧化铈粉体,其体积中心粒径D50为1.011μm、比表面积为42.69 m2.g-1,晶体结构为立方晶系,CaF2萤石型结构,形状呈薄片状,分散性较好。

碳酸钠焙烧盐酸浸出分解氟碳铈矿精矿工艺的研究

系统地研究了焙烧温度、焙烧时间和碳酸钠的加入量对氟碳铈矿精矿焙烧分解的影响及浸出时间、浸出温度、盐酸浓度和盐酸用量对三价稀土和铈的浸出率的影响。针对氟碳铈矿精矿的分解,提出了碳酸钠焙烧、水洗除杂、稀盐酸浸出处理氟碳铈矿精矿的简单工艺。在实验室内扩大实验的条件下,首次由焙烧、浸出两步制得了高质量的高铈抛光粉,同时也得到了制取少铈富镧氯化稀土的原料。

氟碳铈精矿焙烧反应的研究

本文利用ＸＲＤ、ＤＴＡ－ＴＧ及化学分析等方法，对氟碳铈矿的焙烧反应进行了研究。指出氟碳铈精矿在７５０℃下，焙烧５ｈ，分解反应分为两步进行，首先ＲＥＣＯ３Ｆ（本文中ＲＥ代表Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ）分解为ＲＥＯＦ，然后ＲＥＯＦ继续氧化分解得到：Ｃｅ０．７５Ｎｄ０．２５Ｏ１．８７５、ＰｒＯ１．８３、ＬａＦ３等，在焙烧过程中发生部分脱氟，同时铈和镨被部分氧化为四价。同时对焙烧反应动力学进行了计算，得出：反应表观活化能Ｅ＝２２９．７ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数ｎ＝０．９５。

对甲基苯甲酸镧作为PVC热稳定剂的研究

以氯化镧、对甲基苯甲酸、氢氧化钠为原料合成了对甲基苯甲酸镧。通过元素分析、红外光谱分析、热分析等方法对合成产物进行了表征;通过刚果红试纸法和高温老化箱实验研究了对甲基苯甲酸镧对聚氯乙烯热稳定性能的影响;同时,将对甲基苯甲酸镧与硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镧和季戊四醇等进行比较,并将对甲基苯甲酸镧与上述一种或者一种以上稳定剂进行复配。结果表明,当对甲基苯甲酸镧单独作为聚氯乙烯(PVC)稳定剂时,稳定性效果不理想,长期稳定性一般,抗变色能力也不好;当对甲基苯甲酸镧/钙锌复合体系/季戊四醇=2∶1∶2时,PVC的稳定时间达到48 min;对甲基苯甲酸镧可以吸收PVC分解释放的HCl生成LaCl3,减少了HCl对PVC降解的催化作用,从而抑制PVC的降解。

异烟酸镧的合成及对PVC热稳定作用的影响

以异烟酸、硝酸镧、氢氧化钠等为原料合成了异烟酸镧,并对合成的产物进行了分析与表征,通过刚果红试纸法和高温老化箱实验研究了异烟酸镧对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用及变色情况的影响,并与硬脂酸镧、硬脂酸锌、硬脂酸钙和季戊四醇等热稳定剂对PVC的稳定性进行了比较,同时将异烟酸镧与其他稳定剂进行了复配。结果表明,异烟酸镧单独作为PVC稳定剂的稳定性效果不佳,长期稳定性一般,抗变色能力也不好;当异盐酸镧∶硬脂酸锌∶季戊四醇/份=3∶1∶1(质量份数比),总用量为PVC的2.5%时,PVC的稳定时间达到22min;异烟酸镧的稳定机理为:PVC分解释放出的HCl被异烟酸镧吸收生成了LaCl3,减少了HCl对PVC降解的催化作用,抑制PVC的降解。

稀土产业氨氮废水处理现状及建议

氨氮废水已严重制约了稀土行业的可持续发展,概述了氨氮废水处理的现状,对稀土产业氨氮废水的处理提出了几点建议。

咪唑-4,5-二羧酸镧的合成及其对PVC稳定性能的影响

以咪唑-4,5-二羧酸、氢氧化钠和氣化镧为原料合成了咪唑-4,5-二羧酸镧,并对合成的产物进行了分析与表征,通过刚果红试纸法和高温老化箱实验研究了咪唑-4,5-二羧酸镧对聚氣乙烯(PVC)的影响,并与硬脂酸镧、硬脂酸辞、硬脂酸钙和季戊四醇等热稳定剂对PVC的稳定性的影响进行了比较,同时将咪唑-4,5-二羧酸镧与其他稳定剂进行了复配。结果表明,当咪唑-4,5-二羧酸镧单独作为PVC稳定剂时,抗变色能力较差,但长期稳定性较好;当咪唑-4,5-二羧酸镧:硬脂酸辞:季戊四醇的添加比例为6:2:2时,总用量为PVC的2.5%时,PVC的稳定时间可以达到49min。结果表明,咪唑-4,5-二羧酸镧的稳定机理为PVC分解释放出的氣化氢被异烟酸镧吸收生成了LaCl3,减少了HC1对PVC降解的催化作用,抑制了PVC的降解。

氟碳铈精矿碳酸钠焙烧反应机制

采用ＸＲＤ、ＤＴＡＴＧ及化学分析法，研究了氟碳铈精矿碳酸钠焙烧反应。结果表明，焙烧过程中，发生Ｆ－＋Ｃｅ３＋（Ｐｒ３＋）→Ｏ２－＋Ｃｅ４＋（Ｐｒ４＋）的类质同象替代，生成ＲＥＯ１＋ｘＦ１－ｘ（０＜ｘ＜１）类质同象混晶体，在不同条件下，可生成不同组成的类质同象混晶体。从实验数据得到ＲＥＯ１＋ｘＦ１－ｘ类质同象混晶体的晶胞参数ａ０与其氟含量的关系式为：ａ０＝０５４４９＋０００１０２×ｃＦ－。

Eu^(3+),Ce^(3+)共掺硼硅酸锌玻璃的发光性能及能量传递

采用高温液相法制备了50ZnO-30SiO2-20B2O3∶Eu3+,Ce3+玻璃。测试了样品的激发光谱和发射光谱。结果表明:在紫外光激发下,该玻璃可以发出明亮的红色光。其中580 nm,593 nm,617 nm,655 nm和706 nm波长处的发射峰分别对应于Eu3+的5D0→7F0,5D0→7F1,5D0→7F2,5D0→7F3和5D0→7F4跃迁发射,其中5D0→7F2跃迁发射强度最大,同时发现在450 nm处存在Ce3+的5D→2FJ(J=7/2,5/2)特征发射峰。首次发现在该发光玻璃50ZnO-30SiO2-20B2O3∶Eu3+,Ce3+中存在着Ce3+→Eu3+能量传递现象,其中Ce3+起敏化作用。

甲基丙烯酸铈补强天然橡胶的性能研究

研究甲基丙烯酸铈对采用硫黄/过氧化物复合硫化体系的天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:当甲基丙烯酸铈用量为5份、硫黄和硫化剂DCP用量均为1.5份时,硫化胶的拉伸强度最大;甲基丙烯酸铈在NR基体中的分散性良好;与未添加甲基丙烯酸铈的NR硫化胶相比,添加甲基丙烯酸铈的NR硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大,耐热空气老化性能改善。

掺杂型Y-Ce/Fe_2O_3催化剂的制备及脱硝性能研究

采用改进共沉淀法制备稀土Y掺杂的Y-Ce/Fe2O3(k为Ce和Y物质的量比,k=0/1、1/2、2/1、1/0)催化剂。研究掺杂稀土元素Y对催化剂低温脱硝性能的影响,同时通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Y的掺杂使催化剂的还原温度向低温方向迁移;能够细化铁铈复合氧化物的孔径,使其比表面积和比孔容增大,增加其微孔含量,使得催化剂表面活性中心增多,有利于催化活性的提高,其中,Y-Ce/Fe2O3(k=1/2)催化剂的低温SCR的脱硝活性最高,为94.5%。

铈基氧化物粉体的湿化学法制备及用途

介绍了制备铈基氧化物粉体的几种湿化学合成方法、特点及研究进展,同时也介绍了铈基氧化物粉体的应用领域和研究前沿。