西台吉乃尔盐湖卤水沸腾蒸发—等温平衡过程中资源元素的迁移规律

文章采用沸腾蒸发—等温平衡的研究方式,对西台吉乃尔盐湖卤水蒸发结晶过程中锂、钾、镁、硼在液相中的迁移规律进行研究,同时对西台吉乃尔盐湖卤水不同蒸发析盐阶段资源元素在液相中的浓缩、损耗和迁移进行定性和定量分析。研究结果表明:蒸失水率为0%~81.9%为钠盐阶段,81.9%~91.8%为钾混盐阶段,91.8%~96.4%为光卤石阶段。锂和硼元素在光卤石阶段的液相中损失最多,损失率分别为29.4%和37.7%;在三个盐析阶段,钾和镁的总损失率分别为21.8%和24.8%,锂和硼的总损失率分别为39.1%和54.3%。

青海柴达木盆地盐湖资源元素利用及研究现状

随着锂电池等战略新兴产业的发展,盐湖资源对国民经济的意义日益显现,柴达木盆地盐湖数量多、分布广、类型全、资源丰富,是我国自然资源的重要组成部分。特别是盐湖卤水中钾、锂、硼、镁等资源元素含量丰富,近年来受到广泛关注。文章总结了柴达木盆地盐湖资源元素的利用现状,列举了柴达木盆地盐湖如东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖、察尔汗盐湖、一里坪盐湖资源元素开发利用工艺,分析了各盐湖资源元素利用特点及现状。柴达木盆地盐湖大都属于高镁锂比盐湖,盐田系统资源元素的采收率低、损耗高,已成为制约盐湖企业产能提高和资源可持续利用的瓶颈问题,如何更有效地从盐湖卤水中提取资源元素,依旧是个技术性难题。

铁掺杂铝基锂吸附剂的制备及其在地下卤水提锂应用研究

为了提高地下盐卤中锂资源利用率,文章采用共沉淀法制备了铁掺杂改性的锂—铝层状双氢氧化物(Li-Fe-Al LDH),并通过选择醋酸纤维素粘结剂和碳酸氢钠致孔剂对改性吸附剂粉末造粒,成功制备了高比表面积的Li-Fe-Al LDH颗粒(GLDH)。结构表征结果表明:所制备的吸附剂粉末具有高纯度LDH晶体结构,而在致孔剂作用下获得颗粒化的GLDH的比表面积为44.449 m^(2)/g,内部平均孔径归为介孔(~18.34 nm),这有助于Li^(+)在吸附剂颗粒内快速扩散。然后,采用地下卤水进行吸附工艺探究,研究结果表明:在相同固液比条件下,随着温度的升高,吸附容量逐渐增加;在相同温度下,随着固液比的增加,吸附容量也逐渐增加,且在提锂过程中吸附动力学更符合伪二级动力学模型,表明卤水中Li^(+)在LDH中吸附遵循化学吸附过程。

喷淋塔内含肼碱液强化吸收气态碘的实验研究

核工业乏燃料后处理过程中产生的含碘尾气排放会对生态环境和人类健康带来不可估量的危害,国际主流的技术是采用碱液湿法吸收含碘尾气,但国内缺少相关数据支撑湿法捕集技术的应用和发展。文章采用喷淋塔对含碘尾气进行吸收实验研究,考察了工艺参数,如吸收温度、碘初始浓度、气体流量、循环液气比对含碘尾气吸收效率的影响规律,分析了肼引入碱液对吸收的强化过程。实验结果表明:氢氧化钠溶液最佳温度为65℃,碱液对气态碘吸收率为96.05%,引入肼的碱液对气态碘吸收由于化学平衡的破坏,强化了气液反应和传质现象,相同条件下喷淋塔内气态碘吸收率为98.42%;碘浓度在850~1200 mg/m^(3)之间,最佳喷淋密度500 L/m^(3),在此条件下,碱液和含肼碱液吸收气态碘效率分别为97.24%和99.33%。

包覆型MCM-41和Hβ分子筛负载的Pd催化剂双功能催化性能

采用水热合成法制备了一种MCM-41分子筛介孔孔道沿Hβ沸石内核向外生长的包覆型MCM-41和Hβ复合分子筛(Mβ)。以PdCl 2的盐酸溶液做浸渍液,用常规等体积浸渍法制备了Pd/Mβ催化剂。另外,还以预先硅烷化的Mβ作载体,以Pd(OAc)_(2)的甲苯溶液作浸渍液,用等体积浸渍法制备了Pd/S-Mβ催化剂。采用X射线衍射、N_(2)物理吸附、透射电镜(TEM)和吡啶吸附红外等手段对催化剂进行了表征,并以十氢萘的开环反应和二苯并噻吩的加氢脱硫反应评价了催化剂的性能,认识了金属中心和酸中心沿颗粒内部径向分布对双功催化剂能性能的影响。TEM结果表明,在Pd/Mβ催化剂中,Pd金属颗粒填充于MCM-41介孔相孔道中;而在Pd/S-Mβ催化剂中,Pd金属颗粒分布于催化剂表面。在十氢萘的开环和二苯并噻吩的加氢脱硫反应中,Pd/Mβ表现出双功能特性,是潜在的性能良好的加氢脱硫催化剂。尽管Pd/Mβ和Pd/S-Mβ酸性质基本一致,但是空间上将表面Pd金属组分与内核Hβ沸石酸组分用不具有酸性的MCM-41介孔相分隔后,会导致Pd/S-Mβ催化剂酸中心不能发挥作用。

西台吉乃尔盐湖兑卤卤水10℃和30℃蒸发析盐规律

文章采用沸腾蒸发—等温平衡法,综合运用Na^(+)、Mg^(2+)、K^(+)∥Cl^(-)、SO_(4)^(2-)-H_(2)O五元水盐体系15℃和25℃下的介稳相图理论分析、固液相化学组成检测以及粉末X射线衍射(PXRD)固相鉴定,确定了西台吉乃尔盐湖兑卤脱钠后的卤水在10℃和30℃下的蒸发析盐路径和析盐规律,并探究了平衡液相p H值和密度随蒸失水率的变化趋势。相图理论分析和固相鉴定结果表明,西台吉乃尔盐湖析钾点卤水与老卤兑卤脱钠后的卤水在10℃和30℃下的蒸发析盐过程随蒸失水率的增加,氯化钠析出占比不断减少,平衡固相中氯化钠含量最低可低至1.83%,兑卤后卤水的蒸发过程为Car、KCl、Bis、Eps或Hex共析过程,说明通过兑卤脱钠和蒸发结晶的耦合有利于制备高品位的钾镁混盐,为盐湖卤水中钾资源的高效提取和盐湖化学资源的综合利用提供基础数据。

西台吉乃尔盐湖卤水锂硼的迁移规律

针对西台吉乃尔盐湖卤水,采用沸腾蒸发—等温平衡法,对10℃和30℃下卤水蒸发析盐规律进行探究,基于Na^(+)、Mg^(2+)、K^(+)∥Cl^(-)、SO_(4)^(2-)—H_(2)O五元水盐体系15℃和25℃相图对该卤水蒸发析盐路径进行理论分析,确定10℃和30℃下的平衡固液相组成并对其中的锂硼资源元素迁移规律进行了研究。

利用嗜盐菌去除煤制气废水中有机污染物研究

文章分析了比较耐渗透嗜盐混合菌群、菌株TG-4和TG-20预处理煤制气废水的效果,并对其胞内相容性溶质瞬时释放量进行测定。结果表明:经16S rDNA序列分析,菌株TG-4和TG-20分别鉴定为Pseudomonas stutzeri和Halorubrum litoreum。耐渗透嗜盐混合菌群、菌株TG-4和TG-20对煤制气废水均具有良好的预处理效果,经预处理后,煤制气废水的COD去除率达到86%~90%,COD值为2013~3202 mg/L,挥发酚去除率达到64%~78%,挥发酚值为94~156 mg/L,基本能够达到生化处理阶段运行负荷的要求。比较分析三者低渗条件相容性溶质释放量和废水处理效果,结果表明嗜盐微生物高效絮凝煤制气废水与胞内相容性溶质快速释放具有相关性。

卤水制备阻燃用六角片状氢氧化镁研究

氢氧化镁作为绿色无卤阻燃剂,在复合材料阻燃领域备受关注。阻燃用氢氧化镁,除纯度、白度等常规指标外,要求氢氧化镁呈规则的六角片状,以保证在制备复合材料时的分散性。文章以卤水为原料,分别以氢氧化钠、氨水和三乙胺为沉淀剂,利用反应器制备耦合水热反应器制备了氢氧化镁。结果表明,以氢氧化钠为沉淀剂制备的氢氧化镁样品团聚严重,而以氨水和三乙胺制备的氢氧化镁分散性相对良好,呈不规则片状。耦合水热反应,釜底为有机溶剂抑制了(001)晶面的生长。釜底选用0.1 mol/L氢氧化钠可以制备六角片状氢氧化镁,样品白度、纯度和粒径满足阻燃用氢氧化镁指标。

四元体系LiB_(5)O_(8)+NaB_(5)O_(8)+KB_(5)O_(8)+H_(2)O在298.15 K实验与理论预测相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系LiB_(5)O_(8)+NaB_(5)O_(8)+KB_(5)O_(8)+H_(2)O在298.15 K下的相平衡。实验测定了该体系在298.15 K下的固液相平衡溶解度和物理性质(密度和折射率),基于实验溶解度绘制了四元体系的干盐相图、水图和物理性质组成图。在该四元体系的干基图中,有一个共饱点(LiB_(5)O_(8)·5H_(2)O+NaB_(5)O_(8)·5H_(2)O+KB_(5)O_(8)·4H_(2)O)、3条单变量溶解度曲线和3个单盐结晶区(LiB_(5)O_(8)·5H_(2)O、NaB_(5)O_(8)·5H_(2)O和KB_(5)O_(8)·4H_(2)O)。该体系在298.15 K下没有复盐和固溶体生成,属于简单四元水溶液体系。结合三元体系溶解度,拟合获得了3种碱金属五硼酸盐的单盐参数和三离子混合作用参数;应用Pitzer及其扩展的HW模型对溶解度进行预测,预测值与实验值吻合较好,表明获得的Pitzer参数可靠。研究结果可为碱金属五硼酸盐分离纯化提供理论基础。

盐湖资源渗透现状及测量新思路

文章总结了盐田渗透的影响因素、测量方法和防渗措施,不同盐田需要根据渗透量制定适宜的防渗政策,从而提高盐湖资源的利用率。同时概述了不同土壤渗透的相关神经网络模型,为盐湖资源渗透的测定提供了一种新思路,可以利用人工神经网络通过“黑匣子”处理输入数据与输出数据的非线性复杂关系,以揭示盐田生产过程中资源元素的损耗规律,指导盐田渗透速率的精确预测与防渗。

Hβ负载Mo基磷化物和硫化物加氢开环催化性能

以Hβ分子筛为载体制备了负载型MoP以及Mo和NiMo硫化物催化剂(分别记作MoP/Hβ、MoS_(2)/Hβ和NiMoS_(2)/Hβ),采用X射线衍射(XRD)、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)等手段对催化剂进行表征。以十氢萘作为模型化合物,在温度310℃、氢气压力4.0 MPa、质量空速(MHSV)3.2 h^(-1)和氢/油体积比1000的条件下考察催化剂的加氢开环反应性能。分析表征结果表明:与Hβ分子筛酸性相比,MoP/Hβ、MoS_(2)/Hβ和NiMoS_(2)/Hβ催化剂的酸性均有降低。加氢开环反应性能评价结果表明:MoP/Hβ活性和稳定性均优于MoS_(2)/Hβ和NiMoS_(2)/Hβ;硫化物催化剂在反应初期失活明显,主要归因其氢解活性的降低,金属中心和酸中心可能协同参与了催化十氢萘的缩环和开环反应。十氢萘主要通过缩环反应路径开环,由金属中心催化的直接氢解反应是次要路径,十氢萘的氢解反应优先通过金属环丁烷机理进行。与MoS_(2)/Hβ相比,十氢萘在MoP/Hβ与NiMoS_(2)/Hβ上的氢解反应通过金属环丁烷机理发生的比例更高。

基于机器学习的层状盐岩溶解速率预测研究

我国层状盐岩具有盐层薄、组成复杂、夹层多等特点,在井矿盐开采中采卤浓度和盐穴储库建设中溶腔形态的调控方面面临挑战。盐岩溶解速率是盐岩水溶开采和造腔过程中重要参数,盐岩溶解速率的精准预测可为我国井矿盐生产和盐穴储库造腔提供科学指导。文章基于盐岩溶解实验获得样本容量为510组的我国层状盐岩溶解速率数据库,通过Python构建了基于遗传算法优化的支持向量回归(GA-SVR)机器学习模型,结合其超参数的优化及其影响探究,最终获得层状盐岩溶解速率精准预测的机器学习模型,训练集和测试集的决定系数均高于0.85。

多孔富锂锰基电极开发及在电化学提锂方面的应用

锰酸锂电极在电化学提取卤水锂离子方面的应用受到广泛关注。为提升电极锂离子的传输性能及吸脱附可逆性,研究了在高负载量下,以二甲基亚砜为溶剂,碳纤维为导电添加剂,通过冷冻干燥技术制备多孔厚电极并研究性能,结果表明:在模拟卤水锂吸附测试中,高负载电极的单次循环锂吸附量达到1.84 mmol/g Li^(+),回收液锂离子纯度超过96.29%,平均能耗约为1.86 Wh/mol Li^(+),单位面积的吸附量约为0.005 5 mmol/cm^(2),比普通电极的单位面积吸附量提高83.3%。

改性阳离子型淀粉絮凝剂的研究进展

主要从改性阳离子型淀粉絮凝剂的原料来源、改性机理、制备方法、絮凝机理、絮凝效果影响因素、阳离子淀粉评价指标等几个方面的研究进展进行综述。其中微波辐射辅助法制备效率高、产品质量稳定,发展前景广阔。简述了阳离子淀粉絮凝剂的主要絮凝原理。综合当前研究,分析了絮凝剂用量、温度、pH值等因素对絮凝效果的影响,提出阳离子度、取代度作为改性阳离子型淀粉絮凝剂的评价指标。指明了复合改性淀粉的合成是现阶段改性淀粉的研究方向和重点。

水稻秸秆预处理技术研究进展

水稻秸秆是一种重要的可再生资源。但是由于水稻秸秆的特殊结构导致其较难以降解。通过预处理可以提高水稻秸秆的可降解性。本文综述了当前水稻秸秆预处理技术,主要介绍几种常见的秸秆预处理方法,及其优缺点,包括物理处理、化学处理、生物处理和不同方法联合处理等。重点阐述生物处理法的机理及相关降解菌剂。期望为水稻秸秆资源的综合利用提供理论依据和技术支持。

Pd在MCM-41中的分布对二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学的影响

采用水热法合成了全硅MCM-41,并对其进行了硅烷化改性(S-MCM-41)。分别以PdCl 2的稀盐酸溶液和Pd(OAc)2的甲苯溶液作浸渍液,采用等体积浸渍法制备了Pd/MCM-41和Pd/S-MCM-41催化剂。在Pd/MCM-41催化剂中,Pd主要填充在MCM-41的介孔孔道内;而在Pd/S-MCM-41催化剂中,Pd主要分布在MCM-41表面。二苯并噻吩(DBT)在2种催化剂上主要通过预加氢(HYD)路径进行加氢脱硫(HDS)反应,Pd/S-MCM-41的活性和HYD路径选择性均高于Pd/MCM-41。在Pd/S-MCM-41上,DBT的HDS反应可用假一级反应动力学描述;而在Pd/MCM-41上,DBT的HDS反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,可能是由于内扩散原因,产物H 2S分压较高,强烈吸附在分布于Pd/MCM-41介孔孔道内的金属活性中心上,抑制了其活性,并影响了反应动力学。

蚀刻废液制备多种单一晶型碱式氯化铜及性能分析

以印刷电路板蚀刻废液为原料生产碱式氯化铜的过程存在产物多种晶型混杂的问题,影响产品的纯度和性能。为获得纯正的晶型产品,以酸、碱蚀刻废液为原料,通过改变连续反应结晶过程的加料速率、反应温度、pH等条件,获得了A型(Atacamite)、B型(Botallackite)和C型(Clinoatacamite)3种单一晶型产物。3种产物中单一晶型纯度分别为99.0%(A型)、99.7%(B型)和90.7%(C型)。3种产物的XRD和SEM分析表明:A型属正交晶系,为长条片状聚集物;B型属单斜晶系,为正六棱柱单晶聚集物;C型属单斜晶系,为不规则片状聚集体。3种产物的化学分析和TG-DSC热分析表明:A、B、C3种结晶形态具有不同的化学式,分别为A型Cu_(4)(OH)_(6)Cl_(2)·H_(2)O、B型Cu_(5)(OH)_(8)Cl_(2)和C型Cu Cl_(2)·3Cu(OH)_(2)·0.5H_(2)O;3种产物具有不同的热分解活化能和分解热。B型碱式氯化铜在3种产物中含铜量最高,且热稳定性最强,是碱式氯化铜生产中最好的晶型产物。

超疏水铜网的简便制备及其在油水分离器中的应用

采用刻蚀和疏水修饰的方法对200目的紫铜网进行改性,制备了超疏水铜网。采用NaOH与饱和过硫酸钾混合液刻蚀10 min,在铜网表面制备出纳米针状结构,并以此为基底,对正十二硫醇、正十八硫醇、硬脂酸、月桂酸的修饰效果进行了研究。实验结果表明,铜网在0.01 mol/L的正十八硫醇中修饰5 min即可使铜网的接触角达到155.0°;制备的超疏水铜网具有优异的化学稳定性、机械稳定性和热稳定性,将其用于自行设计的油水分离器中,分离效率高于85%。该超疏水铜网制备工艺简便,为超疏水材料在实际油水分离过程中的应用提供了新思路。

界面高分散Au调控p-TiO_(2)/Au/g-C_(3)N_(4)Z型结的构建及光催化性能研究

在具有金属缺陷的p型TiO_(2)表面原位负载高度分散Au纳米颗粒(APT)与g-C_(3)N_(4)复合后得到p-TiO_(2)/Au/g-C_(3)N_(4)间接Z型结(PTC-x),采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析测试(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、电化学及交流阻抗测试(EIS)与自由基猝灭实验对复合物的组成和结构、光/电催化性能和电荷传递机制进行了评价。结果表明,PTC-x中Au高度分散且含量极低,并使p-TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)体系电荷传递方向从Ⅱ型结变为间接Z型结,实现光生电荷空间分离的同时保持了较高的氧化还原能力,光催化性能显著提高。光照下,p-TiO_(2)/Au/g-C_(3)N_(4)Z型结的光催化活性顺序为:PTC-1>PTC-1.25>PTC-0.75>APT>g-C_(3)N_(4),其中PTC-1降解苯酚速率分别为g-C_(3)N_(4)和APT的7.9倍和2.3倍。