植物油基聚氨酯包膜肥料研究进展

缓释肥包膜材料采用的聚氨酯主要由石油基原料制备,由于石油基聚氨酯成本高、环境风险较大,近年来逐渐被生物基聚氨酯所取代。在众多的生物基材料中,植物油因价格低廉、来源广泛、无毒性、可生物降解等特点,成为缓控释肥料膜材的研究热点。本文分别综述了植物油基多元醇的制备方法,植物油基聚氨酯包膜的分类,植物油基聚氨酯包膜肥料的改性及应用。环氧开环、酯交换反应、氨解法、加氢甲酰化以及臭氧氧化还原是植物油改性制备植物油基多元醇的常用技术手段。丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、氟改性、纳米材料等是植物油基聚氨酯包膜材料改性的常用原料,试验证明植物油基聚氨酯包膜肥料具有减少氨挥发、氮淋溶,提高氮素利用效率的作用。如何提高植物油基聚氨酯交联密度、降低生产成本、深入揭示缓释机理以及扩大在大田试验的应用场景将是今后研究的重点。

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基相变储能材料的研究进展;根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料;介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理及影响石膏基相变储能材料的因素;展望了石膏基相变储能材料的研究方向。

醋酸酸解磷尾矿制备醋酸钙镁融雪剂工艺研究

以磷矿经过选矿后产生的固体废弃物磷尾矿为原料,回收其中的有价元素钙、镁制备环保型融雪剂醋酸钙镁并同时富集其中的P_(2)O_(5)。通过醋酸酸解磷尾矿实验研究,考察了醋酸用量、液固质量比、反应温度、搅拌转速、反应时间对磷尾矿中钙镁浸出率的影响,结果表明,在醋酸用量为理论用量的130%、液固质量比为14∶1、反应温度为90℃、搅拌速率为1000 r/min、反应时间为3 h的条件下,CaO的浸出率可达到78.26%,MgO的浸出率可达到76.32%,磷尾矿中P_(2)O_(5)的质量分数从8.82%提高至25.91%。酸解液经调节pH后蒸发结晶得到醋酸钙镁盐,对其进行表征和性能测试,结果表明,其各项指标均符合GB/T 23851—2017《融雪剂》要求,是一种低腐蚀性、可降解、融冰雪性能优异的环保型融雪剂。

磷尾矿综合利用现状及研究进展

中国磷矿资源丰富,但多为中低品位磷矿,需要选矿才能用于化工生产。磷尾矿是磷矿石经选矿产生的磷含量较低的固体废弃物,可以看作中低品位磷尾矿,主要由氧化钙、氧化镁、五氧化二磷、二氧化硅组成,有极大的综合利用潜力。针对磷尾矿的结构、组成成分、物理化学性质综述了磷尾矿综合利用现状及研究进展,详细阐述了磷尾矿在矿区填充、浸取钙镁等有价元素、再选回收磷元素,以及农业、建筑、环保等方面的应用。分析了磷尾矿综合利用过程中面临的问题并对其发展前景进行展望。指出开发新型环保高效的磷尾矿综合利用工艺是磷尾矿利用的发展方向,是磷化工企业和社会的共同需要,符合资源绿色高效利用和可持续发展的基本国策。

高强度速分散硅钙颗粒制备及团聚机理研究

以钙硅粉体为原料,添加木质素磺酸钙-壳聚糖有机黏结剂,通过圆盘造粒技术制备硅钙球团颗粒,考察黏结剂、木质素磺酸钙、壳聚糖添加量以及干燥温度等对硅钙球团颗粒抗压性能及速散性的影响,并对造粒工艺条件进行优化;借助于XRF、XRD、FTIR等技术对原料及样品进行表征,探究硅钙粉体团聚成粒的机理。结果表明,最佳成型造粒条件为:木质素磺酸钙添加量3.75%,壳聚糖1.25%,干燥温度115℃,颗粒团聚紧密,平均抗压强度为34.4 N,亲水基团加速了水分子向颗粒内部渗透,静水实验结果显示,51 s内样品可完全崩解。

化学发泡法磷石膏基相变材料制备工艺及性能研究

以磷石膏为原料,柠檬酸和碳酸钙为发泡剂,硬脂酸钙为稳泡剂,并以粉煤灰为助剂,采用化学发泡法制备多孔磷石膏基体材料,然后以石蜡为相变材料,通过浸渍法制备磷石膏基相变储能材料。考察了碳酸钙、柠檬酸、硬脂酸钙、粉煤灰用量对改性多孔磷石膏基体材料孔隙率和力学性能的影响,借助XRD、SEM、FTIR、DSC、TG表征相变储能材料的结构和性能。结果表明,随着各添加剂用量的增加,磷石膏基体材料的孔隙率逐渐上升,抗压强度逐渐下降。响应面优化工艺实验结果显示,当碳酸钙质量百分含量6.4%、柠檬酸3.2%、硬脂酸钙3.3%以及粉煤灰含量为18%时,磷石膏基体材料孔隙率最大可达到64.53%;FTIR结果表明,基体材料未产生新的衍射峰,改性磷石膏与石蜡之间没有发生化学反应,二者仅是物理混合;DSC结果表明,磷石膏复合相变材料相变温度为58.88℃,相变焓为92.95 J/g。将磷石膏和石蜡复合制备具有储热能力的磷石膏基相变材料可用于建筑节能材料,对磷石膏资源化利用提供了一条新的技术路径。

不同增效氮肥的制备及缓释性能研究

尿素添加增效剂,采用圆盘造粒法制备增效氮肥,考察了增效剂种类、增效剂添加量、黏结剂种类及黏结剂添加量对增效尿素产品缓释性能的影响。借助于SEM、FTIR等表征技术,结合颗粒平均强度等性能测定分析产品的构效关系。实验结果表明,在静水环境中,增效剂选用质量分数为5%的硼酸、黏结剂选用质量分数为5%的CaCl_(2)制备出的肥料样品缓释性能最佳,在7 d内尿素态氮缓释率仅为81.54%;SEM显示,最优条件下所制备的肥料样品内部形成了三维网络结构;FTIR显示,样品中引入了钙离子,增效剂和黏结剂双重作用,使得尿素结构发生变化,提升了样品的氮缓释性能。

纳米氢氧化镁制备及其阻燃应用进展

纳米氢氧化镁因其绿色、高效等优势在塑料、橡胶等高分子材料的阻燃方面有广泛的应用前景。随着研究的深入,沉淀法、水热/溶剂热法和微波辅助法等制备方法已在纳米氢氧化镁的制备中占据主导。本文首先从纳米氢氧化镁形貌与粒径的控制方面介绍了这3种主流制备方法,对部分制备过程中的作用机理进行了探究,对每种制备方法的优劣进行了阐述,进而对制备方法进行对比总结。其次讨论了纳米氢氧化镁在应用领域存在的问题及解决办法,概述了其在多种高分子材料阻燃领域的应用,并以理论结合实例从多个角度探究了纳米氢氧化镁的阻燃机理。最后对目前纳米氢氧化镁制备方法和应用方面遇到的机遇和挑战进行了展望,希望能为纳米氢氧化镁的进一步深入研究提供有益的启发和参考。

丙烯酸基高吸水性树脂的研究进展

介绍了高吸水性树脂的制备方法以及各种方法的优缺点。概述了不同的改性材料对高吸水性树脂吸水保水性能的影响,并给出了增加比表面积、分子量、活性基团数量、适当的中和度和交联度等方法来提高吸水保水能力。总结了高吸水性树脂在环境治理、建筑材料和农林业三个领域的应用。对高吸水性树脂性能的进一步改善进行了展望,开发低成本、可降解的高吸水性树脂仍是亟需解决的难题。

螯合剂对湿法磷酸制备磷酸二氢钾结晶过程影响

湿法磷酸生产成本低,但杂质含量高,以湿法磷酸为原料制得的磷酸二氢钾(KDP)产品质量低。研究利用中和法,以杂质含量高的工业湿法磷酸为原料,制备柱状大颗粒磷酸二氢钾晶体。研究了螯合剂用量、降温速率和搅拌速率对磷酸二氢钾结晶过程的影响,考察了磷酸二氢钾的质量分数、收率、结晶速率和晶体形貌等指标,并进行了母液循环实验。研究结果表明:螯合剂能有效消除杂质离子对结晶过程的抑制作用。结晶的最适宜工艺条件为螯合剂用量0.70%、搅拌速率100 r·min^(-1)、降温速率0.1℃·min^(-1)。在此条件下得到的磷酸二氢钾晶体外观为柱状大颗粒,质量分数99.91%,平均粒度1.38 mm,结晶速率0.128 g·min^(-1),达到肥料级磷酸二氢钾优等品标准(HG/T 2321—2016);其中磷的单次收率49.86%。母液循环生产的磷酸二氢钾晶体质量分数、晶型和收率等指标全部达标。

高炉渣酸解液的絮凝脱硅研究

为回收利用高炉渣中的有效元素,以高镁炼铁炉渣的硫酸酸解液为原料,采用絮凝脱硅法分离回收硅元素。研究絮凝剂种类、絮凝温度、絮凝时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量等因素对脱硅效果的影响,并利用X射线衍射(XRD)与扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对脱硅渣的物相和结构进行分析。研究结果表明:阳离子高分子絮凝剂能有效脱除酸解液中带负电的硅酸分子。在反应初期,随絮凝温度、时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量的增大,脱硅率增大;絮凝温度继续增大,絮凝剂聚合氯化铝和PDADMAC自身受到温度影响,脱硅效果下降;絮凝剂质量分数继续增大,聚丙烯酰胺发生“架桥保护”,脱硅效果下降。最佳反应条件如下:脱硅絮凝剂为聚丙烯酰胺,絮凝温度为50℃,絮凝时间为1.5 h,脱硅絮凝剂质量分数为1%,每50 mL酸解夜中,脱硅絮凝剂加入量为8 g。在最佳反应条件下,有效脱除了高炉渣酸解液中的硅元素,硅元素质量浓度由1 366 mg/L降低到235 mg/L,脱硅渣中硅氧含量(质量分数)达95.8%,可用于制备水玻璃、硅肥等产品。

工程教育专业认证背景下环境科学专业化工原理实验教学改革与实践

根据工程教育专业认证的新标准和新要求,对环境科学专业化工原理实验课程教学进行了改革和实践。重新调整设置课程目标,提出目标达成的途径与措施,创新考核评价方式,全面分析课程达成度和教学结果,并对教学改革的效果进行了分析和反思。化工原理实验课程教学改革有利于培养学生的科学素质和团队协作精神,提高学生的动手能力、实验研究能力和创新能力。

杂质硅对锌酸钠溶液结晶过程的影响机理研究

研究了杂质硅对锌酸钠溶液结晶过程的影响规律,通过结晶物相和热力学研究了杂质硅对锌酸钠溶液结构的影响.通过分析锌酸钠溶液的分解行为,考察了杂质硅浓度、晶种和温度等参数对锌酸钠溶液结晶过程的影响规律.结果表明,存在一个临界硅浓度,当硅浓度高于临界硅浓度时,杂质硅抑制结晶过程的进行;当硅浓度低于临界硅浓度时,杂质硅促进结晶过程的进行.以氧化锌作为晶种时,35,50和60℃时临界硅浓度分别为0.20~0.40,0.054~0.20和0~0.054 g/L.以氢氧化锌作为晶种时,35℃时临界硅浓度为0.20~0.40 g/L.临界硅浓度随温度的升高而降低.硅浓度低时,物相为多面体形的ε-Zn(OH)_(2);硅浓度高时,物相为纳米棒和长方体形的γ-Zn(OH)_(2),提高温度可以抑制γ-Zn(OH)_(2)的生成.硅杂质的存在可能促使锌酸钠溶液的结构发生了重构,使锌酸钠溶液中锌元素以Zn(OH)+的形式存在,升高温度则可减弱杂质硅的影响.

化工过程开发人员的创新思维培养

随着社会的发展,化工过程开发人员在具备化工专业技能的基础上还要具备创新思维。因此,我国在化工过程开发人员的培训中,要注重创新思维的培养,来推动化工产业升级转型,增强化工产业在市场中的竞争力。本文首先阐述了化工过程开发人员创新思维培养的重要性,然后分析了化工过程开发人员创新思维培养的对策。

磷石膏基建筑石膏的制备及改性研究

以磷石膏为原料,采用水洗法去除磷石膏中的杂质成分,通过低温煅烧制备建筑石膏,借助于TG-DSC技术研究煅烧温度、煅烧时间对石膏强度及三相组分含量的影响,然后考察缓凝剂三聚磷酸钠、增强剂粉煤灰、减水剂三聚氰胺及聚丙烯纤维等添加剂对石膏试块物化性能的影响。结果表明:在170℃、3 h低温煅烧条件下所制备的建筑石膏粉β-CaSO_(4)·0.5H_(2)O质量分数为72.23%,石膏试块力学性能优于GB/T 9776—2008《建筑石膏》中2.0级产品的要求;采用添加量为0.15%(质量分数,下同)的三聚磷酸钠作缓凝剂、添加量为5.00%的粉煤灰作增强剂、添加量为0.05%的三聚氰胺作减水剂及添加量为1.00%的聚丙烯纤维对建筑石膏粉改性处理,所制备的石膏试块7 d干抗折强度为4.17 MPa,干抗压强度为12.97 MPa。探讨了以磷石膏为原料制备建筑石膏粉中多种添加剂的作用,制备出具有良好性能的建筑石膏粉,为磷石膏综合利用提供技术方法和理论依据。

微波作用磷矿分解反应非等温动力学研究

实验研究了微波场对硫酸分解磷矿过程的影响。结果表明随着微波功率的增加,磷矿转化率、反应体系温度和升温速率都在增高。提出的微波非等温磷矿分解反应动力学模型与实验结果很好地相符。通过与相同温度下无微波作用的实验结果比较,验证了“微波非热效应”的存在,并初步分析了微波场对硫酸分解磷矿过程的作用机理。

微波作用下的结晶过程分析

通过微波和加热恒温作用下的硫酸钙结晶实验对照 ,从结晶速率、晶习。

微波作用下促进磷矿分解反应的研究

介绍了微波对磷酸、水和矿浆等物质的作用 ,探索了微波促进磷酸分解磷矿反应的可能性。

新形势下中原地区高校环境工程专业卓越工程师培养模式探讨

通过对中原地区高校开设的环境工程专业人才培养模式进行调查分析,根据黄河流域生态保护和高质量发展对环境工程人才的实际需求,以卓越工程师为培养目标,对环境工程专业人才培养模式进行重新设计,构建以学生为中心、问题为导向、成效为引领的培养模式,提出了特色鲜明的环境工程专业创新型、应用型人才培养模式的具体实施方案。

微波作用下酸解磷矿动力学模型研究

在微波和加热作用下进行硫酸分解磷矿实验,建立了不同条件下的反应动力学模型,并研究了两种条件下反应过程的差异.实验结果表明.微波和加热作用下的化学反应活化能分别为20.82kJ/mol和13.56kJ/mol.微波作用使反应活化能和频率因子提高.当反应温度高于40℃,微波化学反应速率超过加热化学反应速率.反应温度低于70℃,微波能够提高传质、扩散速率.