基于BP神经网络的三水碳酸镁晶须制备工艺优化

【目的】为了得到更大长径比的三水碳酸镁晶须,基于反向传播(back-propagation,BP)神经网络方法对三水碳酸镁的制备工艺进行优化。【方法】以菱镁矿为原料,MgCl_(2)为添加剂,采用正交试验和BP神经网络相结合的方法,对三水碳酸镁制备工艺中的反应时间、反应温度、搅拌速率、pH和MgCl_(2)用量等条件进行优化。【结果】正交试验优化后的条件是反应时间为80 min,反应温度为40℃,搅拌速率为500 r/min,pH为7±0.1,MgCl_(2)质量浓度为0.5 g/L,可获得长径比约为20的三水碳酸镁晶须;BP神经网络优化后的条件是反应时间为86 min,反应温度为44℃,搅拌速率为760 r/min、pH为7,MgCl_(2)质量浓度为1.6 g/L,可获得长径比约为25的三水碳酸镁晶须。【结论】利用BP神经网络优化工艺参数能制备更大长径比的三水碳酸镁晶须,优于传统工艺方法。

三水碳酸镁焙烧法制备纳米多孔中空棒状氧化镁研究

以MgCl_(2)·6H_(2)O为原料、(NH_(4))_(2)CO_(3)为沉淀剂,采用液相沉淀法制备前驱体MgCO_(3)·3H_(2)O,并焙烧前驱体制备获得具有纤维结构的氧化镁。主要探讨沉淀剂浓度、反应温度、焙烧温度和焙烧时间对产物的平均粒径和物相组成的影响,并探究其形成机理。结果表明:沉淀剂浓度为1.5 mol/L、反应温度40℃、焙烧温度600℃、焙烧时间120 min时,可获得纳米中空棒状氧化镁,其表面由片状物相互连接形成多孔结构,前驱体三水碳酸镁在高温焙烧过程中起到模板作用。

L-天门冬氨酸镁制备高热稳定性三水碳酸镁晶体

在二氧化碳转化为固体碳酸盐的存储过程中,碳酸镁盐所展现出的强大储碳能力使其备受关注。碳酸镁的种类繁多,其中水合碳酸镁是实现经济化固碳的可行性材料之一。受生物矿化的启发,采用L-天门冬氨酸镁盐为原料,在不同反应温度下合成了高热稳定性的三水碳酸镁晶体,并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FT-IR)和热分析等手段对其进行表征分析。结果表明,随着反应温度的升高(30~82℃),三水碳酸镁晶体由单棒状变为放射状圆饼,当反应温度升高至92℃时碳酸镁晶体分解成碱式碳酸镁;在L-天门冬氨酸根的调控作用下,三水碳酸镁向碱式碳酸镁的相变过程受到抑制;与常规方法合成的三水碳酸镁晶体相比,本实验合成的三水碳酸镁晶体的初始分解温度升高至85.51℃,分解释放CO_(2)的温度升高至440.23℃,其热稳定性显著提高。本研究通过仿生矿化方法提高了碳酸镁碳封存的稳定性和安全性,为间接CO_(2)矿化法制备碳酸镁盐提供理论依据。

葡聚糖辅助下多孔球状三水碳酸镁晶体制备及机理研究

为获得水溶液法制备多孔三水碳酸镁产品适宜的工艺参数,利用XRD、SEM等分析手段研究镁源、反应温度、反应时间、添加剂种类及用量等因素对产物物相组成及微观形貌的影响。结果表明:以氯化镁作为镁源,碳酸铵为碳源,添加1%的葡聚糖,在反应温度58℃、反应时间200 min的条件下可获得平均直径为10μm、球形度良好的多孔三水碳酸镁晶体。添加剂种类及用量对产物物相组成无影响,但对形貌影响较大。镁源种类、反应温度对产物物相组成和形貌影响显著。生长机理分析表明,葡聚糖在溶液中形成网络结构,[MgO6]正八面体生长基元与葡聚糖链上的羟基作用形成片状晶体;同时,由葡聚糖长链形成的网络状结构对多孔球形成起到限域模板作用,网络状结构使三水碳酸镁生长基元沿葡聚糖链方向生长,最终形成多孔球状三水碳酸镁晶体。

三水碳酸镁掺量对氯氧镁水泥性能的影响

为提升氯氧镁水泥(MOC)的经济性和实用性,向MOC中添加三水碳酸镁(NQ),分析了不同养护龄期下NQ掺量对MOC的性能影响。结果表明:利用NQ与MgO以一定比例拌和具有胶凝作用,能使固结时间缩短,强度提高。掺入NQ会抑制试样收缩。当MgO:NQ摩尔比达到最大值16:1时,主要物相为518相、318相和水氯碳镁石相,泡水后仍具有较高强度。由XRD、SEM分析可知,当MgO:NQ摩尔比为16:1时能够形成致密结晶结构,保护了棒状518相、318相晶体,保证了胶凝材料较高的力学强度和良好的耐水性。

三水碳酸镁晶体形貌的调控研究

采用共沉淀法,用工业级卤水和纯碱制备棒状三水碳酸镁晶须。在一定反应时间和一定进料方式下探究晶体形貌的影响因素,得到最适宜条件为:反应温度35℃,卤水浓度1.5 mol/L,陈化时间60 min。在该条件下制备出的MgCO_(3)·3H_(2)O产品表面光滑,晶体发育完整,长度达到30μm。同时探究了40℃下小颗粒悬浮物和添加剂对MgCO_(3)·3H_(2)O产品形貌的影响,发现在40℃下小颗粒沉淀物对产品形貌有一定影响,但影响程度不大,而添加剂在40℃下则可以促进MgCO_(3)·3H_(2)O的晶体形成。

高长径比三水碳酸镁晶须的合成研究

采用低温水溶液法合成三水碳酸镁晶须,考查了反应温度、反应时间、表面活性剂用量及反应溶液初始pH等因素对三水碳酸镁晶须的长度及长径比的影响。研究结果表明:在反应温度45～50℃、反应时间50～60 min、表面活性剂添加量(质量分数)为1%、反应溶液初始pH=9.5的条件下,可以合成出高长径比三水碳酸镁晶须产品。

微纳米三水碳酸镁晶须的制备及性能

以菱镁矿为原料,无水乙醇为添加剂,采用低温水溶液法,制备平均直径为500 nm、部分直径为55 nm、最大长径比为40、均匀棒状的MgCO3·3H2O晶须。采用SEM,XRD,TGA和FTIR对其形貌、物相和质量进行表征。探讨热解温度、添加剂种类对晶体形貌和质量的影响,系统分析MgCO3·3H2O晶体的形成机理。结果表明:最佳热解温度为50℃、有效添加剂为无水乙醇。MgCO3·3H2O晶体在结晶过程中,镁-氧八面体以共顶点的形式连接沿[010]晶向快速生长,形成一维棒状单晶体。MgCO3·3H2O晶体的生长符合液-固机理。MgCO3·3H2O晶体中存在结晶水和结构水,比例为2:1,其结构式为Mg(HCO3)(OH)·2H2O。

三水碳酸镁合成与形貌演变过程研究

设计正交实验，以MgCl2·6H2O和NH4HCO3为原料，采用低温水热法合成三水碳酸镁晶须。通过改变实验条件，实现了对三水碳酸镁晶须形貌的调控。利用x射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对产物结构和形貌进行了表征。结果表明：反应温度40～50℃、n（Mg2＋）：n（HC03-）：1：2．2、pH=8．8—9．0、搅拌速度130r／min、陈化时间3h、反应时间70min，制备出的MgCO3·3H2O晶须呈一维针状，沉降性能好，长径比可达29．60。最优实验条件同样适用于卤水资源体系。

表面活性剂对三水碳酸镁晶须形貌的影响研究

采用低温液相法制备三水碳酸镁晶须晶体,研究了不同表面活性剂对晶须晶体形貌的影响,研究发现:有机表面活性剂的作用效果没有无机表面活性剂的作用效果好,采用磷酸二氢钾作为表面活性剂时,制备的三水碳酸镁晶须结晶发育完整,晶须长径比大。

液相微波法合成三水碳酸镁晶须的研究

以MgCl2·6H2O和NH4HCO4为主要原料,在添加剂空白的条件下,采用液相微波法制备MgCO3·3H2O晶须晶体,并分析了反应时间、微波辐照能量对晶体制备的影响。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,MgCl2·6H2O和NH4HCO4混合物在微波辅助条件下反应6 min,微波辐照能量400 W时,合成的晶须结晶发育完整,晶须平均长度172μm,长径比达16.86。在此基础上,进一步探讨了微波效应与三水碳酸镁晶须晶体的生长机理。

三水碳酸镁法制备碱式碳酸镁过程研究

以菱镁矿为原料,先合成MgCO_3·3H_2O晶须,并以此为前驱体,制备了高纯414型碱式碳酸镁,主要研究机械搅拌作用对结晶过程的影响。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了碱式碳酸镁物相组成及微观形貌。结果表明,搅拌有助于加快相转变进程,热解温度70℃,搅拌作用下,60 min时,MgCO_3·3H_2O全部转变为形貌均匀的多孔棒状4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O;而无搅拌作用下,90 min时MgCO_3·3H_2O全部转变为多孔玫瑰花状4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O微球。4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O晶体中,Mg^(2+)呈现两种不同的正八面体配位,MgO_6正八面体通过共顶点和共棱的方式连接而成,分别沿[100]和[001]方向快速生长,最终形成球状或棒状形貌。

菱镁矿法合成微纳米三水碳酸镁晶须的研究

通过菱镁矿法合成了微纳米MgCO3·3H2O晶须.利用XRD,SEM研究了不同产地的原料、热解温度和添加剂种类对产物组成和形貌的影响.结果表明:最佳热解温度为50℃,采用宽甸和岫岩菱镁矿均能合成出结晶良好、高长径比的棒状MgCO3·3H2O晶须;当热解温度超过50℃时,MgCO3·3H2O晶须不稳定.SEM分析表明,无添加剂时,热解产物为不规则的棒状和针状混合晶体;添加无水乙醇和十二烷基硫酸钠时,产物均为表面光滑、长径比大的棒状晶体;添加多聚磷酸钠时,产物为团聚生长的短粗棒状晶体.菱镁矿法的实质是以菱镁矿为原料,经煅烧、水化和碳酸化反应后制得Mg(HCO3)2前驱溶液,再热解Mg(HCO3)2溶液得到最终产物MgCO3·3H2O晶须.

束状三水碳酸镁晶体合成及动力学研究

以NH_4HCO_3与MgCl_2·6H_2O为反应物料,采用低温液相法合成了束状三水碳酸镁晶体,采用XRD,SEM、FTIR对合成的试样进行了测试表征,确定了制备束状三水碳酸镁晶体的最佳制备条件:MgCl_2·6H_2O与NH_4HCO_3的反应初始浓度均为0.15 mol/L,反应温度40℃、反应时间60 min,反应初始溶液pH=9.3。在此基础上,初步建立了束状三水碳酸镁晶体的动力学模型。

高长径比三水碳酸镁晶须的合成研究

本文以MgCl2.6H2O和NH4HCO3作为反应物料,采用低温液相合成法制备出三水碳酸镁晶须。考查了Mg2+初始浓度、NH4HCO3溶液的滴加速度、搅拌速度及表面活性剂种类等因素对三水碳酸镁晶须的长度及长径比的影响。研究结果表明:在Mg2+初始浓度为0.5 mol/L、NH4HCO3的滴加速度5 mL/min、搅拌速度为120 r/min、选用KH2PO4作表面活性剂的试验条件下,可以合成出长度325μm、直径8.25μm,长径比高达32的三水碳酸镁晶须产品。

三水碳酸镁晶体向碱式碳酸镁转变过程研究

为了研究三水碳酸镁晶须晶体的在加热过程中物相的变化,论文以已合成的三水碳酸镁晶须晶体为研究对象,通过恒温加热晶须悬浊液,利用生物显微镜观测研究不同反应时间下晶体物相及形貌的变化过程,并借助XRD、SEM及TEM对产物进行了测试表征。研究结果表明:当加热温度升高至60℃时,晶体开始变得不稳定,其物相开始向碱式碳酸镁转变。该研究结果将对高性能三水碳酸镁晶须的合成及其稳定化处理研究具有一定的指导意义。

放射状三水碳酸镁晶体合成及生长机理研究

以NH4HCO3与MgSO4·7H2O为反应物料,采用低温液相法合成了放射状三水碳酸镁晶体,采用XRD,SEM、FTIR对合成的试样进行了测试表征,重点讨论了NH4HCO3反应初始浓度及不同反应时间对晶体结晶形貌的影响。研究结果表明：当NH4HCO3的反应初始浓度为0.2~0.5 mol/L,反应初始浓度越小,越有利于放射状晶体的结晶生长。反应体系中Mg（NH3）2＋y络合物的形成成为放射状晶体形成的主要原因。在此基础上,探讨了放射状晶体的结晶生长机理。

油酸钠对三水碳酸镁晶须稳定性的研究

本文以分析纯NH_4HCO_3与MgCl_2·6H_2O作为反应物料,采用低温液相法合成了三水碳酸镁晶须,采用XRD、SEM、FTIR对合成的试样进行了测试表征,观察三水碳酸镁晶须在水中的相变过程,重点讨论了在60℃条件下,表面活性剂油酸钠对合成三水碳酸镁晶须稳定性的研究。最终试验结果表明:当油酸钠的相对添加量为3%时,三水碳酸镁晶须具有良好的稳定性。

反应物浓度对三水碳酸镁晶体生长形貌的影响研究

采用低温水溶液法合成三水碳酸镁晶体,考查了反应溶液Mg2+初始浓度、NH4HCO3初始浓度对三水碳酸镁晶体的形貌及晶须产品长度及长径比的影响。结果表明,在无添加剂的条件下,NH4HCO3初始浓度对三水碳酸镁晶体结晶形貌具有重要影响,在Mg2+初始浓度为0.5 mol/L,(Mg2+)∶(NH4HCO3)=1∶2,反应温度为50℃、反应时间50 min条件下,可以合成出高长径比的三水碳酸镁晶须产品。

利用硼泥制备三水碳酸镁晶须

用工业硫酸处理硼泥,经过除杂得到纯净的硫酸镁溶液,以碳酸钠为沉淀剂,以磷酸氢二钠为添加剂,制备MgCO3·3H2O晶须。利用IR,XRD,TG,TEM等对产物进行表征,探索了工业硫酸处理硼泥的最佳条件,考察了反应温度、搅拌时间对产物的影响。结果表明,利用硼泥制备三水碳酸镁晶须的最佳反应条件是:硼泥与工业硫酸的固液比1∶2.5,300℃煅烧1.8 h,用氨水调节pH=7.5除去杂质离子,得到纯净的硫酸镁溶液,50℃滴加碳酸钠搅拌反应50 min,陈化1 h过滤,50℃烘干3 h。