锂铝层状双金属氢氧化物的制备及其锂脱嵌过程

锂铝层状双金属氢氧化物(Li/Al-LDHs)是一种适用于高镁锂比卤水中提锂的吸附剂,但其存在吸附容量偏低、吸附机理与适用条件不够清晰等问题。本工作以铝粉、氢氧化锂为原料制备Li/Al-LDHs,考察了适用条件下溶液中阴阳离子对吸附过程的影响并进行了不同溶液组成下的提锂性能测试,结合红外光谱测试和X射线光电子能谱等表征明晰了锂脱嵌机理。结果表明,Li/Al-LDHs在卤水中的最大吸附容量为8.350mg/g,阳离子选择性顺序为Li^(+)>Na^(+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>K^(+)。Li/Al-LDHs对Li^(+)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,吸附过程主要是基于尺寸筛分效应进行的,Li^(+)进入吸附剂层间的空位后需要等量的阴离子(Cl^(-)、SO_(4)^(2-)等)进行电荷平衡,其吸锂容量随溶液体系总离子浓度的增加而变大,因此更适用于从高含盐量卤水中提锂。研究结果可为后续废旧金属铝制取Li/Al-LDHs用于盐湖卤水提锂提供技术参考。

推进企业安全生产治理体系和治理能力现代化的实践和思考

结合船供油行业安全生产特点,提出了企业安全生产治理体系和治理能力现代化的基本内涵和基本要求,阐释了企业安全生产治理体系构成、安全生产治理能力方法和内容,形成了安全生产治理现代化的初步思路,期望对船供油企业安全生产治理体系和治理能力现代化提供借鉴。

纳米粒子/氧化石墨烯改性复合膜制备及其分离性能研究

采用真空抽滤-压力喷涂的方法,以聚酰胺纳滤膜为基膜,制备了氧化石墨烯和二氧化钛纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOT1、GOT2、GOT3和GOT4以及氧化石墨烯和二氧化硅纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOS1、GOS2、GOS3和GOS4。通过SEM、EDS、XPS和GIWAXS方法对GOT复合膜和GOS复合膜进行了分析表征,结果表明,氧化石墨烯和纳米粒子均匀负载在聚酰胺纳滤膜表面。研究了复合膜的性能,并推测了复合膜的净水机理。其中GOT复合膜在0.75 MPa下水通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1),相较于原始基膜提高了25%,显示出了最佳的水通量性能,并且在保持较高通量的同时,对盐溶液和重金属离子的截留率仍能维持在90%左右。真空抽滤-压力喷涂的方法为氧化石墨烯复合膜的制备提供一种新的工艺思路,为废水处理提供了一种更高净化效率的复合膜。

应用分子动力学模拟和拉曼光谱对钙、镁、氯离子水化现象的研究

应用分子动力学方法,模拟了298 K下,密度为1.0 g/cm^(3)的水溶液中Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^(-)的水化现象,得到了相应离子周围水分子的微观分布情况.发现在钙离子周围,水分子以其氧离子去靠近中心离子;而在氯离子周围,水分子则以其中的一个氢原子去靠近中心离子.通过分析三种离子的径向分布函数、配位数曲线、水化数、水化半径,发现Ca^(2+)的水化数和水化半径均大于Mg^(2+),即Ca^(2+)的水合能力比Mg^(2+)强.与以往研究结果相比,本文计算所得的自扩散系数更接近实验所得结果.为了使模型更好的代表真实水溶液体系,本文还应用分子动力学和拉曼光谱法研究了不同浓度的CaCl水溶液.分子动力学研究发现随着浓度的升高,CaCl溶液中Ca^(2+),Cl^(-)的配位数分别呈降低趋势.同时,随着浓度的升高,Ca,Cl^(-)的自扩散系数也呈现降低的趋势.作者推断这是由于浓度的升高,加剧了离子的微观反向运动造成的.拉曼光谱法研究发现随着水溶液中CaCl浓度的升高,溶液中的氢键网络结构受到了越来越严重的破坏,溶液中Ca^(2+)与Cl^(-)形成的直接接触离子对的数量开始大量增加.

过硫酸铵/PDA-PEI层层自组装法制备选择性阳离子交换膜

针对多巴胺聚合速率较慢的问题,以过硫酸铵为氧化剂,诱导多巴胺快速聚合.以此为基础,采用多巴胺与聚乙烯亚胺层层自组装法制备具有单双价阳离子选择分离功能的离子交换膜.考察了过硫酸铵氧化多巴胺聚合过程影响,以及不同改性层数对阳离子交换膜性能的影响.结果显示,过硫酸铵的加入可较大地加快氧化过程,且对膜选择性无影响;改性层数为5层时,复合膜对Mg^(2+)与Na+具有较高的选择性[p(Na+/Mg^(2+))=6.92].5层改性膜面电阻为3.36Ω·cm^(2).说明改性膜具有较好的实用价值.

选择性电渗析镁锂分离过程模拟优化

选择性电渗析(selective electrodialysis,S-ED)技术是目前实现高镁锂比卤水锂资源提取的有效手段。通过建立一种二维传质稳态模型,以离子通量分布为研究对象,探究体系离子强度、外加电压和通道流速对镁锂分离的影响。结果表明:体系离子强度和通道流速的增大与外加电压的减小均对镁锂分离具有促进作用。在体系离子强度为1378 mol/m^(3),外加电压值为0.8 V,通道流速为5.7 cm/s的条件下,锂镁分离系数为2.31。研究结果可为推广S-ED过程数值模拟提供理论指导和数据参考。

硫酸钾溶液结构的X射线散射和Raman光谱的研究

钾是海水中的常量元素之一,硫酸钾水溶液结构研究有利于解释其溶解度的微观机理,从而为海水中钾盐的分离纯化提供理论指导。利用实验室改装的X射线衍射仪、上海同步辐射光源装置及拉曼光谱技术研究了不同质量分数的K_(2)SO_(4)水溶液的微观结构信息。由X射线散射数据处理得到的差值结构函数F(Q)可知,Q=2.5A^(-1)附近的一高一低双峰逐渐变成强度相当的两个峰,此处双峰与水溶液中的氢键网络结构有关;随着质量分数的增加,Q=5.0?^(-1)附近的峰位向坐标轴右侧移动。由G(r)可知,2.8A处峰随质量分数的增加有展宽趋势,主要受O—O相互作用影响。在拉曼光谱图中,位于3200 cm^(-1)附近的肩峰强度随溶质含量的增加逐渐降低,2800~3800 cm^(-1)范围内整体峰形变窄。拉曼光谱去卷积拟合的结果表明,K_(2)SO_(4)的加入破坏了水的四面体氢键构型,小幅促进了质子供体型氢键的形成。X射线散射和拉曼光谱的分析结果均说明K_(2)SO_(4)的加入破坏了原有的水分子四面体网络结构。

反渗透后高盐废水浓缩技术进展

介绍了现有反渗透后高盐水浓缩技术中具有代表性的蒸发塘、多效蒸馏、机械压缩再蒸发、电渗析以及膜蒸馏等技术的原理、优势、局限性以及应用进展,提出了基于高效电驱离子膜的高盐水高效节能浓缩新技术,并以具体应用案例进行了分析评价。认为与现有技术相比,利用电驱离子膜高效电渗析处理高盐水技术在投资、能耗、处理成本等方面具有显著的优势,推广应用前景广阔。

海水淡化副产浓海水的资源化利用

海水淡化是解决水资源危机的有效途径之一,但其副产浓海水直接排放给海洋环境造成的影响受到高度关注,同时又由于浓海水中富含陆地紧缺的化学矿物资源,直接排放也是一种资源的浪费.本文介绍了浓海水软化、制盐、提钾、提溴、提镁、提锂、提铀,以及海水综合利用技术进展与发展趋势;首次提出了浓海水的资源化利用集成技术方案,为充分开发利用浓海水资源提供了一条有效途径.随着我国海水淡化产业迅速兴起,大力开发利用浓海水资源意义重大,前景广阔.

海水化学资源利用技术的进展

海水是化学矿物资源的宝库。当今世界,人口、资源和环境危机时刻威胁着人类的生存,开发取之不尽的海洋资源受到人们的高度重视。本文分析了海水化学资源种类及储量、开发的必要性及其与海水淡化、海洋化工产业的关联度;详细综述了从海水中提取钠、钾、溴、镁、锂和铀等元素的技术进展和发展趋势;提出了海水化学资源综合利用新流程,并通过工程实例对新流程的技术经济状况进行了评价。

沸石法工业污水氨氮治理技术研究

本文研究了斜发沸石法去除工业污水中氨氮的方法 ,通过沸石对NH+4 的全交换容量、吸附和洗脱工艺条件对去除氨氮效果影响的试验 ,确定了处理氨氮废水的工艺流程和适宜参数。结果表明 ,在废水浓度pH =7的条件下 ,沸石对铵的平均全交换容量达到 12 .96mg/g沸石 ,且交换容量随PH值的增大而降低 ;高速低温有利于吸附 ,低速高温有利于洗脱 ;处理后污水氨氮含量低于 5 0mg/L ,达到了国家排放标准。

功能分离材料在海水化学资源利用中的应用

开发利用海水化学资源是缓解陆地矿产资源危机的有效途径,功能分离材料则是海水化学资源高效提取的关键。重点介绍了以离子交换膜、离子筛和吸附剂为代表的功能分离材料及其在海水制盐和海水提取钾、锂、铀的应用现状,并对其发展趋势进行了展望。

中国海盐苦卤综合利用技术的开发进展

分析了中国海盐苦卤的组成和资源的分布特点:详细介绍了兑卤法苦卤提取氯化钾及综合利用技术、苦卤与氯化钾制取硫酸钾及综合利用技术、沸石法海水和苦卤提取硫酸钾及综合利用技术等苦卤利用技术的工艺原理、工艺流程、技术经济指标和开发进展,评述了各种技术的优缺点;提出了苦卤综合利用新技术的发展趋势。

新型钾分子筛的表征及其对K^+的交换性能

通过扫描电镜、化学组成分析、X射线衍射和热重差热分析对自制的新型分子筛进行了表征,并测定了分子筛对纯钾溶液和海水中K+的交换容量及对K+的选择性系数.结果表明,新型分子筛由76.25%的Na6Al6Si10O32-12H2O和23.75%的K2Al2Si3O10-3H2O两种物质混合构成,其硅铝比(摩尔比)为5.22;分子筛在350℃以内是稳定的,温度过高,内部结构被破坏;分子筛对纯钾溶液和海水钾离子的交换容量分别为100.30和55.10mg/g,对海水中K+的选择性系数达到74.41,与改性天然沸石相比,对海水中K+的交换容量提高2倍,选择性系数提高3倍.说明新型分子筛对K+具有很高的选择性,可用于从海水及含钾卤水中高选择性分离钾盐.

循环流化结晶过程传质与晶体生长速率模型

依据Whiteman传质膜理论 ,针对循环流化床结晶过程 ,建立了传质和晶体生长速率理论模型 .实验研究表明 ,在较宽的流速范围内 ,晶体生长速率仅与结晶物系的物性、晶种粒度和过饱和度有关 ,其基本规律为 :晶体的平均线生长速率与扩散系数、晶种特征长度、晶体与溶液相对密度差、过饱和度成正比 ;与溶液的黏度、晶体的密度成反比 .仅需结晶物系的物性、过饱和度等数据 。

利用纳滤膜软化浓海水研究

利用纳滤膜对海水淡化副产浓海水进行了纳滤软化试验,考察了操作压力、进水流量及盐度对膜通量和浓海水中主要离子截留效果的影响。结果表明,增大操作压力,膜通量呈线性增大趋势,离子截留率先增大后趋于定值;提高进水流量,膜通量增大,离子截留率变化不大;随着进料盐度升高,膜通量和离子截留率均呈下降趋势。在操作压力为1.2MPa、进水体积流量为300L/h条件下,浓海水含盐量为66.8g/L时,对K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-的截留率可达5.17%、-0.06%、58.41%、93.38%、100%、9.67%,NaCl的回收率可达54.32%,从而达到了软化浓海水的目的,为浓海水制盐提供了优质原料。

海水提钾技术研究进展

综述了海水提钾技术中化学沉淀法、溶剂萃取法、膜分离法和离子交换法4条技术路线的基本原理和研究进展,分析了上述方法的优、缺点和研究前景;并详细地介绍了由河北工业大学等单位开发的天然沸石法海水提钾技术的工艺流程、技术经济指标、技术特色和开发现状;最后预测了海水提钾技术的发展趋势.

斜发沸石的合成研究

采用水热法，分别在物质量的比为2．1Na2O：10SiO2：Al2O3：110．1H2O和1．05K2O：1．05Na2O：12SiO2：Al2O3：250H2O的条件下合成出较高纯度斜发沸石，研究了斜发沸石合成的各种影响因素。结果表明，在140、160和180℃条件下均能合成出斜发沸石．且提高温度可以缩短斜发沸石的晶化时间；反应混合物的硅铝物质量的比应控制在10-12之间；碱度的降低会导致晶化时间延长，过高的碱度则导致晶种溶解；反应混合物中K＋的存在利于斜发沸石的晶化。合成斜发沸石对海水中K^＋饱和吸附量达38．60mg·g^-1以上，其吸附性能显著优于文献报导的天然斜发沸石。

离子筛型锂吸附剂的吸附性能研究

研究了自制粒状离子筛型锂吸附剂的吸附容量、洗脱性能和重复吸附洗脱时的稳定性。结果表明,吸附剂在纯锂盐溶液中的锂离子吸附容量为15.63 mg/g,在海水中的锂离子吸附容量为5.68 mg/g;洗脱剂盐酸的浓度越高,对吸附剂中锂离子的洗脱率越高,但同时离子筛的溶损率加大;吸附剂循环吸附洗脱时,吸附与洗脱性能较稳定,并可重复使用。

尖晶石型LiMn2O4酸洗提锂机理研究

以高温固相法合成的尖晶石型LiMn2O4前驱体为研究对象,通过对离子筛和离子筛吸附产物的化学分析、X射线衍射图谱分析、热重分析、红外分析和滤液中锂交换量与锰损失量分析,提出并验证了离子筛和吸附产物化学组成式可由LixMn2O4(0≤x≤1)表达,其结构依然保持尖晶石结构,阐明了以盐酸为洗脱剂离子筛提锂过程的氧化还原反应机理,给出了完善的洗脱过程与吸附过程反应式。实验结果表明,洗脱和吸附过程不彻底是导致离子筛吸附量与饱和吸附量相差较大的原因,离子筛中Mn3+歧化是离子筛发生溶损的主因;提出了关于尖晶石型离子筛提锂深入研究关键问题的建议。