Na_(2)CO_(3)、NaHCO_(3)与稀盐酸反应实验装置的新设计

针对教材中Na_(2)CO_(3)、NaHCO_(3)与稀盐酸的反应装置的不足之处,利用一次性注射器、具支试管、小气球等对实验装置进行了改进。新设计的实验装置简约,易于安装,可操作性强,完善了实验方法,解决了原实验存在的一些问题,有助于提高教学质量。

Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O-Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O/SiO_(2)复合定形相变材料的制备及应用

以Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O(SCD)、Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O(DHPD)为相变主体制备了共晶体系,通过绘制凝固点变化图与DSC测试共同确定在m(SCD)∶m(DHPD)=4∶6时形成共晶,FTIR和XRD结果显示,2种水合盐间没有发生化学反应,但其晶型结构发生改变。通过添加质量分数为2%的Na2SiO3·9H_(2)O作为成核剂降低体系的过冷度,且经历50次相变循环体系未出现相分离,相变焓值仅下降0.25%。进一步使用质量分数为25%的气相SiO_(2)作为支撑材料,采用浸渍法制备了相变前后形状稳定的共晶水合盐/SiO_(2)定形相变材料(SSPCM)。所得SSPCM的相变温度为24.08℃,相变焓值为146.6J/g,过冷度为0.55℃,热导率为0.4571W/(m·K)。同保温泡沫相比,其可将模拟房内部中心温度的升温时间延长了1.81倍,降温时间延长了0.39倍。

Na_(2)CO_(3)胁迫对赖草叶片光合、叶绿素荧光、超微结构的影响

赖草作为黄土高原乡土草,具有耐盐碱的特点。为揭示黄土高原乡土草赖草(Leymus secalinus)的抗碱能力,采用盆栽控制试验,设置8个Na_(2)CO_(3)浓度梯度(0、50、75、100、150、200、300、400 mmol/L)对赖草幼苗进行胁迫,研究Na_(2)CO_(3)胁迫对赖草幼苗的光合作用和叶绿素荧光的影响,并采用透射电镜观察叶肉细胞超微结构的变化。结果表明,随着Na_(2)CO_(3)胁迫浓度的升高,赖草幼苗的净光合速率、叶绿素含量、初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)呈现先升高后降低的趋势,PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)逐渐降低。150 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫时赖草叶片净光合速率、Fo和Fm达到最大,叶绿素含量较高;当Na_(2)CO_(3)浓度大于200 mmol/L时,赖草幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率和Fo下降显著。透射电镜观察结果显示,50 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫下,叶绿体外膜清晰,基粒片层扭曲;150 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫下,叶绿体的内外膜有解体迹象,线粒体膜有破损趋势,但结构完整;400 mmol/L胁迫下,叶绿体、线粒体内外膜解体,细胞结构严重受损。赖草对150 mmol/L以下的Na_(2)CO_(3)胁迫表现出一定的适应性,叶片结构未受损伤。

Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)熔盐结构的拉曼光谱和理论计算

NaVO_(3)在Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)熔盐体系中可原位催化电还原CO_(2)制备高附加值碳材料,对Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)体系熔盐结构进行研究有助于明晰电极过程机理和优化反应条件.本文采用拉曼光谱学和量子化学计算(基于Gaussian和Molclus程序)相结合的方法探究了1073 K下Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)熔盐体系的离子结构.结果表明,在该熔盐体系中,除了存在CO_(3)^(2-)以外,还存在由CO_(3)^(2-)和VO_(3)^(-)发生反应生成的VO_(4)^(3-),而不存在VO_(3)^(-);VO_(4)^(3-)所属C1空间点群,其中V-O键的对称伸缩振动模对应的拉曼特征峰位于802 cm^(-1)处;随着体系中NaVO_(3)质量分数由5%增加至15%,熔盐中VO_(4)^(3-)的相对含量急剧增加,而CO_(3)^(2-)的相对含量相应地减少.

三种莫来石对耐火材料抗Na_(2)CO_(3)熔体侵蚀性能的影响

化工废液中K^(+)、Na^(+)等碱离子的渗透及侵蚀是造成耐火材料损毁的主要原因,有效抑制碱液渗透有助于提高热处理设备的使用寿命,而单纯降低气孔率会恶化其热震稳定性。本文研究了Na_(2)CO_(3)熔体对莫来石质耐火材料的润湿、侵蚀及渗透过程,从润湿性的角度探讨不同耐火材料抗碱液渗透的差异。分别以高纯烧结莫来石、电熔莫来石和普通烧结莫来石三种莫来石和红柱石、黏土为原料,通过机压成型、高温烧成制备莫来石质耐火材料。以Na_(2)CO_(3)为碱蚀熔剂,利用静态坩埚法在900℃下进行碱蚀试验,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试方法,对碱蚀前后的坩埚试样进行物相组成及显微结构分析,研究碱熔剂对不同基体的润湿性。结果表明,所有莫来石质耐火材料试样均未发生破坏,表现出较优的抗侵蚀性。各组试样抗Na_(2)CO_(3)熔体渗透的能力不同,高纯烧结莫来石制备的试样具有最优的抗侵蚀和抗渗透能力,而电熔莫来石和普通烧结莫来石试样的抗渗透能力较差,这与Na_(2)CO_(3)熔体对它们的润湿难易程度有关。本试验从高温润湿性角度分析了不同耐火材料之间的抗碱蚀能力差异,为研究和生产具有优良抗侵蚀性能的铝硅系耐火材料提供了新的思路和理论依据。

元素引发对Na_(2)CO_(3)胁迫下膜荚黄芪种子萌发的影响

为研究元素引发对Na_(2)CO_(3)胁迫下膜荚黄芪种子及幼苗生长的影响,以膜荚黄芪种子为研究对象,利用2×10^(-2)mol/L浓度的Na_(2)CO_(3)溶液提供胁迫环境,使用B,Si,Fe,Zn_(4)种元素处理胁迫下的种子,测定了种子的发芽指标、幼苗的生物量、叶绿素含量、渗透调节物质含量和抗氧化酶活力.结果表明:3×10^(-5)mol/L的B元素、6.5×10^(-5)mol/L的Si元素、1.8×10^(-4)mol/L的Fe元素和1.2×10^(-4)mol/L的Zn元素对种子及幼苗的生长发育促进效果显著,可缓解Na_(2)CO_(3)对植物的胁迫作用、提高种子发芽率、增加幼苗生物量的积累、增强幼苗的光合作用、提高幼苗的抗氧化能力.引发浓度较低时,对种子及幼苗生长的促进效果不显著,引发浓度较高时则会抑制种子及幼苗生长.

NaOH-Na_(2)CO_(3)-Na_(5)P_(3)O_(10)混合物的快速定量分析

考查了 Na5P3 O10 的酸滴定特性 ,发现其在不同自身浓度和溶液盐度条件下有相近的酸滴定系数 ,制定了一种标题混合物的快速测定方法 .

芒硝型卤水“NaOH-Na_(2)CO_(3)”净化工艺的优化研究

针对芒硝型卤水,采用“NaOH–Na_(2)CO_(3)”净化工艺脱除钙镁过程,精卤中残留碳酸根浓度高、碱耗高的问题,通过调整NaOH和Na_(2)CO_(3)的添加量及卤水添加工艺降低了碱耗和精卤中残留成垢离子总浓度,实现了蒸发结晶换热系统的防垢缓垢的目的。开展了“NaOH–Na_(2)CO_(3)”法卤水净化小型实验和扩大实验研究,优化了卤水净化作业制度并实现产业化应用,有效缓解了蒸发系统结垢,实现了真空蒸发制盐装置低能耗、长周期、稳定运行的目标。

自牺牲法合成氮空位g-C_(3)N_(4)/Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)异质结及其广谱光固氮性能

本研究采用原位自牺牲法合成了N空位掺杂的g-C_(3)N_(4)/Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)(VCN/Cu)异质结催化剂,该催化剂体现出优异的可见-近红外宽光谱驱动性。实验结果表明,g-C_(3)N_(4)与Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)之间的电荷迁移遵循“Z”型机制。氮空位的存在抑制了电荷载流子的重组,降低了界面电荷转移的能量屏障,对N 2和O_(2)的吸附和活化激发了固氮还原反应的进行,并提供了更多的反应活性位点。体系中甲醇作为空穴清除剂时O_(2)的添加对制备的催化剂的光固氮性能有显著的促进作用,在50%O_(2)和50%N_(2)混合气氛下VCN/Cu异质结催化剂的铵离子产率高达14.52 mg·L^(-1)·h^(-1)·g^(-1),是纯N 2气氛下的2.7倍,且按照“三线”光固氮机理运行。本研究为低耗、绿色环保固氮工艺提供了一条新途径。

Na_(2)CO_(3)对红土镍矿的H2还原影响规律与作用机理

以红土镍矿为研究对象,重点考察添加Na_(2)CO_(3)对红土镍矿的H_(2)还原影响规律。对还原焙烧矿物采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重−质谱联用(TG-MS)等技术进行表征。结果表明:在还原温度为1000℃,还原时间为90 min,H_(2)浓度为45%(体积分数),Na_(2)CO_(3)的添加量为15%(质量分数)时,可得镍品位为3.02%、镍回收率96.75%的精矿。Na_(2)CO_(3)对红土镍矿的修饰作用机理的本质为,Na_(2)CO_(3)中的Na+通过与红土镍矿中的Mg-Si-O以及Ni-Mg-O体系发生反应,取代全部Ni^(2+)以及部分Mg^(2+),从而破坏硅镍酸盐及硅镁酸盐的结构,进而使赋存于硅酸盐类中的镍元素被释放出来,有利于后续镍的富集提取。

NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱胁迫对苜蓿幼苗生理代谢的影响

为了探讨NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱胁迫对苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗叶片生理的影响,试验对龙牧807苜蓿幼苗进行50,100,150,200,250 mmol/L NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)(9∶1)复合盐碱胁迫,分析复合盐碱胁迫下对苜蓿叶片的渗透调节物质(可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白)、膜质透性(相对电导率、丙二醛)、抗氧化酶活性(过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶)和代谢物质(硝态氮、还原型谷胱甘肽、乙醇酸氧化酶)的影响,对各指标进行相关性分析,并利用隶属函数法综合评价最佳NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱胁迫浓度。结果表明:随着NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱浓度增加,幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性在150 mmol/L NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱浓度达最大值,过氧化氢酶活性和丙二醛含量、相对电导率、还原型谷胱甘肽含量呈上升趋势,乙醇酸氧化酶活性和硝态氮含量均呈下降趋势。在苜蓿抗复合盐碱的11项指标相关性分析中,丙二醛与相对电导率、过氧化氢酶,相对电导率、还原型谷胱甘肽与过氧化氢酶,硝态氮与乙醇酸氧化酶之间呈极显著正相关(P<0.01)。11项指标隶属函数分析显示龙牧807苜蓿苗期最适NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合浓度为150 mmol/L。说明紫花苜蓿对NaHCO_(3)+Na_(2)CO_(3)复合盐碱有较强的抗性,可恢复盐碱草地退化。

外源水杨酸对Na_(2)CO_(3)胁迫下矮牵牛幼苗生长的影响

为明确外源水杨酸(SA)对植物碱胁迫是否具有缓解作用,本试验以‘梦幻’系列矮牵牛为材料,研究叶面喷施0.75 mmol·L^(-1)SA对100 mmol·L^(-1)Na_(2)CO_(3)胁迫下幼苗生长、保护酶活性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,与对照(蒸馏水)相比,Na_(2)CO_(3)胁迫下矮牵牛幼苗株高、叶片数、植株鲜重和干重、总根长、总根表面积、根体积、细根(直径0~2 mm)根长及其表面积显著下降,POD、CAT活性显著升高,TRo/RC及PIabs显著下降。Na_(2)CO_(3)胁迫下与不喷施SA相比,叶面喷施SA提高矮牵牛幼苗株高、叶片数、地上部鲜重和干重、总根长、总根表面积、细根根长及其表面积,以及POD活性、ABS/RC、TRo/RC和PIabs。综合分析看出,Na_(2)CO_(3)胁迫显著抑制矮牵牛幼苗生长,叶面喷施SA可通过促进细根生长、提高保护酶活性及PSⅡ的光合性能,在一定程度上缓解Na_(2)CO_(3)胁迫对矮牵牛幼苗生长产生的抑制作用。

KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)新型红光荧光粉的制备及其发光性能研究

为解决白光LED中因蓝光芯片激发黄色荧光粉而导致显色指数较低问题,采用水热法制备一种新型红光荧光粉KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)。通过X射线粉末衍射、光致发光光谱、色度坐标及荧光寿命等表征手段研究样品的物相结构及其发光性能。结果表明:掺入Sm^(3+)后,KY(CO_(3))_(2)的晶体结构并没有发生改变。随着Sm^(3+)掺杂量的增加,荧光粉的发光强度先增强后减弱,最佳掺杂浓度为10%。Dexter理论分析表明,Sm^(3+)的浓度猝灭归因于电偶极-电偶极相互作用机制。以596 nm作为监测波长,KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)荧光粉激发峰主要包含402 nm (6H_(5/2)→4F_(7/2))和474 nm (6H_(5/2)→4I_(13/2)) 2波长,表明该荧光粉可以被商用紫外LED芯片和蓝光LED芯片有效激发。改变Sm^(3+)掺杂比例,荧光粉色度坐标值基本保持不变,均位于标准红光区,因此KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)红光荧光粉有望作为白光LED用红光荧光粉。

Bi掺杂Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F正极材料的制备及电化学性能

本文引入离子半径较大的Bi^(3+)作为Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)中V位的掺杂物,同时协同碳包覆的改性作用,采用溶胶-凝胶法合成了Na_(3)V_(1.95)Bi_(0.05)(PO_(4))_(2)F_(3)/C聚阴离子型正极材料。电化学测量结果表明,在电压范围为2.3~4.3V、电流密度为0.1A·g^(-1)的条件下充放电时,Na_(3)V_(1.95)Bi_(0.05)(PO_(4))_(2)F_(3)/C材料的初始充/放电比容量为107.4/102.3 mAh·g^(-1),初始库伦效率为95%。在0.1、0.2、0.5、1.0、0.1 A·g^(-1)的电流密度下进行交替循环充放电时,材料的放电比容量分别为102.3、96.0、91.4、85.6、96.5 mAh·g^(-1),表现出良好的倍率性能。与未掺杂的Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)相比,Na_(3)V_(1.95)Bi_(0.05)(PO_(4))_(2)F_(3)/C的比容量提高了约20%。

CaCO_(3)和Na_(2)CO_(3)在高磷鲕状铁矿氧化焙烧−气基还原中的作用

为区分CaCO_(3)和Na_(2)CO_(3)这2种脱磷剂在高磷鲕状铁矿氧化焙烧−气基还原过程中的不同作用,采用XRD以及SEM-EDS研究二者作用机理的差异。研究结果表明:CaCO_(3)的分解使氧化球的孔隙数增多,且CaCO_(3)不利于赤铁矿颗粒的微晶连接,从而使氧化球抗压强度降低;而加入Na_(2)CO_(3)后生成了低熔点霞石,促进赤铁矿颗粒长大,减少氧化球中的孔隙数,导致氧化球的抗压强度增加。以CaCO_(3)为脱磷剂时,在氧化过程中生成的钙铁榴石等含铁矿物不能被还原,且赤铁矿被还原成细小的金属铁颗粒;此外,部分金属铁颗粒会包裹含磷硅酸盐,导致无法获得合格的粉状还原铁。但以Na_(2)CO_(3)为脱磷剂时,在氧化阶段得到的含铁矿物仅为赤铁矿。在还原过程中,赤铁矿被还原成粒度较大的铁颗粒,且铁颗粒与磷酸钙钠及其他脉石界限明显,可通过磨矿−磁选实现提铁降磷的目标。

钙添加剂对Na_(2)CO_(3)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Na_(2)CO_(3)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Na_(2)CO_(3)和Ca(OH)_(2)对孙家壕煤焦800℃水蒸气气化的催化活性,发现Na_(2)CO_(3)的催化气化活性比Ca(OH)_(2)的催化气化活性大,负载5%Na_(2)CO_(3)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%Na_(2)CO_(3)的孙家壕煤焦在700℃,750℃,800℃,850℃时的水蒸气气化反应性指数分别提高42.31%,77.60%,137.00%和153.00%,Ca(OH)_(2)对Na_(2)CO_(3)的催化气化活性的提高幅度随着温度升高而增大;尽管Ca(OH)_(2)的催化气化活性不如Na_(2)CO_(3),但添加Ca(OH)_(2)可以显著提高负载Na_(2)CO_(3)孙家壕煤焦的水蒸气气化反应性,Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)催化剂在煤焦气化过程中存在协同作用,Ca(OH)_(2)通过抑制Na_(2)CO_(3)的失活作用,从而促进了Na_(2)CO_(3)对孙家壕煤焦水蒸气气化的催化作用。因此,钙添加剂能够提高负载Na_(2)CO_(3)的高铝煤焦的水蒸气气化反应性,钙添加剂对Na_(2)CO_(3)催化气化活性具有促进作用。

Na_(2)CO_(3)作用下红土镍矿非等温碳热还原动力学研究

采用热分析动力学方法,研究了Na_(2)CO_(3)作用下硅镁质型红土镍矿非等温碳热还原的动力学规律,确定了主要的动力学参数,查明了还原过程的物相变化。结果表明:添加Na_(2)CO_(3)可降低碳热还原开始温度约250℃,并加速碳的气化反应;碳热还原过程可分为三个阶段,即初始阶段(α=0~0.15)、中期阶段(α=0.15~0.60)和衰变阶段(α=0.60~1.0)。初始阶段的活化能随着还原反应的进行由223 kJ/mol快速下降到76 kJ/mol,受二维扩散控制;中期阶段活化能先增加后降低,该阶段受化学反应控制;衰变阶段主要发生FeO及Fe_(2)SiO_(4)的还原反应,活化能由184 kJ/mol缓慢减小到132 kJ/mol,随后又增加到173 kJ/mol,该阶段受化学反应控制。与无添加剂相比,添加Na_(2)CO_(3)后极大地促进了红土镍矿的碳热还原,降低了整个过程的活化能。

Na_(2)CO_(3)胁迫对绿豆种子萌发的影响

为研究绿豆种子萌发对Na_(2)CO_(3)胁迫响应情况,分别采用0、20、40、60、80 mmol/L Na_(2)CO_(3)溶液对吉绿10号、HN1023-7-2、同111411、保绿201323-3和辽绿PB-02共5个品种的绿豆进行胁迫萌发试验。结果表明,随着Na_(2)CO_(3)溶液浓度的升高,5个绿豆品种的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根鲜重、胚根干重、胚芽鲜重、胚芽干重、活力指数、根冠比均有降低的趋势,但低浓度(Na_(2)CO_(3)浓度≤20 mmol/L)盐胁迫不会对种子萌发造成显著性迫害。随着Na_(2)CO_(3)处理浓度的升高,低浓度盐处理与CK的胚芽鲜重无显著差异,其余生长指标均显著降低。综合分析可知,HN1023-7-2耐盐性最强,辽绿PB-02最差。该研究结果可为盐碱地绿豆种植提供一定理论依据。

Na_(2)SiO_(3)/Na_(2)CO_(3)复合制备清洁型碱矿渣胶凝材料

为解决弱碱单独激发碱矿渣胶凝材料(AASM)时存在的力学性能弱、矿渣反应程度低等问题,缓解AASM的操作危害性,本文采用Na_(2)SiO_(3)/Na_(2)CO_(3)复合激发矿渣,研究了复合激发剂组成对AASM凝结时间、抗压强度、水化产物及自收缩的影响,并评估了AASM的环境效益。结果表明:随着Na_(2)CO_(3)碱当量的增加,AASM缓凝效果较为明显,抗压强度也有所降低,但抗压强度的降低幅度随龄期增大而减小。通过加入Na_(2)CO_(3),AASM水化产物种类增多,C-(A)-S-H的峰值强度随Na_(2)CO_(3)碱当量占比的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而解释了AASM浆体自收缩的变化。另外,由CO_(2)排放指数可以看出,Na_(2)SiO_(3)/Na_(2)CO_(3)复合激发矿渣较Na_(2)SiO_(3)单独激发更为清洁,环境效益显著。

Na_2CO_3溶液性质及配制技术研究

2014年,大庆油田三元复合体系驱油技术进入工业化推广应用阶段。与强碱三元复合驱一样,弱碱三元复合驱同样也是提高原油采收率的重要技术。但是,弱碱三元复合驱技术在地面生产过程中存在着Na_2CO_3粉末分散过程粉尘大、碱液配制精确度低等问题。针对此问题,研发了新型碱液分散配制装置。分析了Na_2CO_3溶液性质,介绍了新型碱液分散配制装置的结构和原理。现场应用结果表明,新型Na_2CO_3分散配制装置在提高配制精确度的同时,解决了碱液配制过程中的粉尘污染问题。该装置的研制及应用,保障了弱碱三元复合驱技术的持续推进。