乙二醇和1,2-丁二醇二元气液平衡体系的研究及模型预测

为了研究乙二醇-1,2-丁二醇在不同真空度下共沸组成的变化规律及差压精馏分离的可行性,使用改进的Othmer气液平衡釜测定了1~100 kPa下乙二醇-1,2-丁二醇二元体系的气液平衡数据,均通过了热力学一致性检验。分别采用Wilson、NRTL和UNIQUAC方程对不同压力下的气液平衡数据进行整体关联,结果表明,UNIQUAC方程计算精度更高,可适用于1~100kPa下的相平衡计算。采用UNIQUAC方程计算了不同压力下乙二醇-1,2-丁二醇的共沸组成,共沸组成中乙二醇的摩尔分数随压力的降低呈非线性增加。操作压力由100降低至1kPa时,共沸组成中乙二醇的摩尔分数的变化可达到12%,推断乙二醇-1,2-丁二醇具有差压精馏分离的可行性。

介孔分子筛的合成与应用研究进展

介孔分子筛是近10年来发现的新材料。其由于在大分子化学及加工过程中具有重要的潜在应用价值成为材料与化学科学的一个研究热点。归纳了文献资料,系统地介绍了介孔分子筛的类型与合成方法,包括无机前驱体和模板剂的选用、模板剂的脱除、合成机理、孔径调节方法、产物形态控制、合成规律和影响因素分析,并概括地介绍了介孔分子筛的应用。

介孔活性炭的制备及其高湿储甲烷性能

天然气是一种清洁能源,作为汽车代用燃料以及从天然气开采地到各用户单位之间的运输,都需要有效的存储技术.天然气水合物(NGH)能够降低甲烷存储的成本,而多孔材料孔内生成气体水合物能够有效提高储气密度,本研究目的是合成在孔内能够生成甲烷水合物的低成本高性能吸附剂.首先以农业废弃物玉米芯为原料,采用KOH活化法制备活性炭,其湿储甲烷最优合成条件为:在400,℃炭化30,min,碱炭质量比5∶1、850,℃活化1.0,h合成出C-8高性能活性炭,其孔容达到2.264,cm3/g,比表面积为2 993,m2/g,孔径分布主要集中在2～3,nm.合成的C-8是非常好的甲烷湿储吸附剂,在水炭比为3.68时在9.40,MPa下CH4达到最大吸附量为69.66%,是其干燥样品最大吸附量的3.25倍,并可以在较大压力范围内使存储的甲烷提供平稳的放气量,有望作为新型的甲烷水合物存储吸附剂应用于天然气汽车上.

尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛的测定

为了更好地了解尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛水解的机理，指导高档次云母钛珠光颜料的制备，需要对该过程中钛的含量进行准确快速的测定，本文对过氧化氢分光光度法测定钛的方法进行了实验研究.得出钛离子含量的线性范围（0～3mg）／100mL，回归方程为：A=-7．75831E^-4＋0．28384C（mg／100mL），相关系数r=0．9994，摩尔吸光系数ε=755．7L／（mol·cm）．

云母钛珠光颜料制备过程中TiCl_4与尿素水解反应动力学

测定均匀沉淀法制备云母钛珠光颜料过程中TiCl4与尿素水解反应浓度的变化规律,建立其水解动力学方程.通过实验研究,得出TiCl4水解反应的级数α为1.3级,其活化能Eα1为284.01kJ/moL;尿素水解反应的级数α为零级,其活化能Eα2为131.03kJ/moL.通过尿素与TiCl4的动力学方程进行分析,得出一次加入尿素,连续加入钛盐的新加料方法.

云母铁珠光颜料制备过程中铵的测定

实验选用氨气敏电极测定溶液中的铵离子,考察了影响氨气敏电极在尿素中和法制备云母铁珠光颜料过程中测定铵的各种因素:pH值、线性范围、最低检出限、响应时间、干扰物质等.通过大量的实验得出,pH值应控制在12左右,线性范围为10-5～10-1mol/L;当铵离子浓度在10-6～10-5mol/L时,采用两点定位法,可扩大其最低检出限到10-6mol/L.

磁性膨润土净水剂制备及其应用

针对粉末状膨润土在水处理应用中存在固液难以分离的问题,进行了磁性膨润土新型吸附剂开发的研究.通过膨润土提纯、在二价和三价铁离子混合溶液中用氨水调节负载铁的氧化物及真空干燥等步骤,制备了一系列不同磁化率的磁性膨润土产品.对产品进行X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及磁化率表征分析可知,膨润土表面负载的是四氧化三铁,其磁化率的大小随所负载铁含量的增加而增大.对水中微量氯乙酸和铅离子的吸附考察得知,磁性膨润土产品的吸附性能与原粉末状膨润土相当,但是对铅离子的吸附性能要比活性炭高得多.本文制得的磁性膨润土产品可以用磁分离技术非常容易地从溶液中分离出来,而且制备工艺简单,反应条件温和,在实际生产中具有广阔的应用前景.

磁性4A沸石分子筛的合成与表征

为解决微细粉末状沸石产品应用中与所处理溶液难以分离的问题,采用传统水热法,在合成4A沸石的原料液晶化过程中加入磁性微粒Fe3O4,通过95.℃下静态晶化6.h,合成了含有Fe3O4的磁性4A沸石,并对其进行了XRD、SEM、IR、TG、XPS、磁化率及吸附性能等表征测试.结果表明:磁性4A沸石具有良好的热稳定性和磁稳定性,其磁化率随所包含Fe3O4量的增加而增大;与纯4A沸石相比,磁性4A沸石对钙、镁、铅金属离子及有机物氯乙酸交换吸附性能虽有小幅下降,但是仍有较高的吸附值;由于磁性4A沸石可以方便地用磁铁吸附分离,所以其粉末状产品不用成型就可以直接在溶剂或溶液中使用.

高岭土碱熔活化法制备4A型沸石研究

为降低传统高岭土高温焙烧活化法制4A沸石的能耗,以广东茂名高岭土为原料,进行高岭土先碱熔活化,然后晶化制4A沸石的研究,确定了合适的工艺条件,分析了反应机理,制备出了合格的4A沸石产品。与传统法相比,碱熔活化法制备4A沸石工艺具有节能的优点。

磁性核P型沸石的合成及表征

为了解决实际应用中微细粉末状沸石产品与所处理溶液难以分离的问题,采用水热法进行磁性P型沸石的制备研究。按照传统P型沸石制备的方法,配制Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O物质的量的比为3∶1∶2.3∶185料液,室温下先搅拌老化反应3 h,然后加入磁性Fe3O4在95℃下静态晶化6 h,合成了一系列包覆Fe3O4的磁性核P型沸石。通过晶化过程中对固相进行XRD、SEM、IR及能谱表征等分析,及对液相组成含量进行测定,探讨了磁性核P型沸石的形成机理。合成的磁性核P型沸石显示良好超顺磁特性,并具有很好的磁稳定性,其磁化率随所包覆Fe3O4量的增加而增大,钙、镁离子离子交换吸附性能随包覆Fe3O4量的增加而有小幅下降,但是仍保持了较高的值。四氧化三铁质量含量为0.1763%的磁性P型沸石,其钙镁离子的交换吸附量分别为315.6 mg CaCO3.g-1和86.94 mg MgCO3.g-1。

高岭土碱法活化合成P型沸石及其对水中钾离子的吸附

为降低开发制备P型沸石新工艺的能耗,进行了氢氧化钠碱熔活化高岭土合成P型沸石的研究,分析了活化反应的机理,确定高岭土碱熔活化的适宜条件为:高岭土与氢氧化钠按质量比1:0.94在400℃焙烧碱熔反应2h,活化物料用水玻璃和水调整摩尔配比为Al2O3:SiO2:NaO:H2O=1:3.2:3.7:220,得到的P型沸石料液体系在80℃下老化反应3h,然后加少量4A沸石作晶种在95℃晶化30h,可合成性能良好的P型沸石.以P型沸石作吸附剂对水中K+的吸附实验表明,其对模拟海水的K+吸附量为10.5mg/g.

25℃和35℃时NH_4Cl-CO(NH_2)_2-H_2O三元体系相平衡研究

为了确定尿素和氯化铵两种肥料形成加合物的条件和性质,采用等温法分别对25℃和35℃下NH4Cl-CO(NH2)2-H2O三元体系相平衡进行了研究,测定了溶解度数据,并绘制了完整的相图。得出实验条件下,氯化铵与尿素能形成摩尔比为1:1的加合物;该体系相图存在NH4Cl、CO(NH2)2、CO(NH2)2.NH4Cl三个纯固相结晶区,和NH4Cl与CO(NH2)2.NH4Cl及CO(NH2)2与CO(NH2)2.NH4Cl两个共结晶区。对氯化铵与尿素的加合物及其两者组成混合物进行红外、热稳定性、X衍射等分析表征可知,NH4Cl与CO(NH2)2形成的加合物没有产生新的共价健,但加合物的红外特征峰相对于纯物质发生小量的位移,加合物热稳定性比混合物稍低。

超声波合成磁性4A沸石分子筛

为了解决微细粉末状沸石产品应用中与所处理溶液难以分离的问题,在传统水热合成法合成4A沸石的晶化原料液中,加入磁性Fe3O4微粒,经过70℃,功率为100W的超声波晶化6h,合成了一系列Fe3O4含量不同的磁性4A沸石,并对其进行了XRD、SEM、IR、TG/DTA、EDX、磁化率及吸附性能等表征测试.结果表明,磁性4A沸石具有良好的磁稳定性,其磁化率随Fe3O4含量的增加而增大;磁性4A沸石对水中氟离子和六价铬的吸附与纯4A沸石性能相同,其吸附速率可以用拟二级动力学方程来描述.

钾长石碱熔活化合成4A沸石研究

为了实现钾长石资源的综合利用,本文提出了碳酸钠碱熔活化钾长石制备碳酸钾和4A沸石的工艺。确定了碱熔活化反应的适宜条件。碱熔焙烧活化物料经水溶碳酸化后,得到含有KHCO3的溶液和硅铝质凝胶产物,前者可以经过蒸发结晶制备碳酸钾;后者经NaAlO2,NaOH和水调整合成体系中Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O的物质的量比为1∶2∶5∶185后,在45℃下老化反应0.5 h,接着在90℃下晶化9 h可制得离子交换性能优良的4A分子筛。4A分子筛的钙镁交换量分别为:296.4 mg/g和108.8 mg/g。合成4A沸石后的母液能够实现在4A分子筛制备中循环利用。

铁掺杂P型分子筛的合成及应用

采用水热合成法,按照摩尔比5Na2O∶Al2O3∶8SiO2∶xFe3+∶(116～156)H2O配料,草酸为铁离子的络合剂,经过室温搅拌成胶,100℃下于不锈钢反应釜中晶化20h,合成了三种掺杂铁量不同的P型分子筛。利用XRD、FT-IR和SEM对产物进行了表征,分析结果表明铁掺杂P型分子筛与纯P型分子筛结构相同,其晶体粒度均匀且稍有增大;以合成的分子筛作为吸附剂考察了合成产物对水中氟离子、铅离子和钾离子的吸附性能,铁掺杂P型分子筛对氟离子的吸附性能明显增加,达到4.98mg/g,而对铅离子和钾离子的吸附性能没有促进作用。

铁掺杂方沸石的合成及其磁性化

采用水热合成法,按摩尔比n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(Na2O)∶n(Fe3+)∶n(H2O)=2.3∶1∶3.9∶(0.02,0.04,0.08)∶185配料,三乙胺为模板剂,草酸为铁离子的络合剂,经过室温搅拌成胶,170℃下于不锈钢反应釜晶化60h,合成了三种掺杂铁量不同的方沸石,为了解决粉末沸石分子筛难以从使用料液中分离问题,对合成铁掺杂方沸石700℃下进行氢气还原制得了磁性沸石.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换-红外(FT-IR)光谱和扫描电子显微镜(SEM)对制得的产品进行表征.结果表明,合成的铁掺杂方沸石与纯方沸石结构相同,磁性化沸石结构发生了变化.考察样品对水中氟离子和铅离子的吸附性能发现,铁掺杂方沸石和磁性沸石对它们的吸附性能没有促进作用.

超声波条件下合成小粒度4A沸石

在超声波条件下进行了小粒度4A沸石的合成,考察了晶化温度、晶化时间及超声波功率对产品合成的影响,确定了适宜的工艺条件,并对产品进行了XRD,SEM和离子交换性能表征.超声波条件下合成的4A沸石产品钙离子交换容量为359 mg/g,镁离子交换容量为186 mg/g,白度为95,平均粒度为2.54μm,其性能明显优于传统水热法制得的产品.

15℃和25℃时Na_2CO_3-NaCl-H_2O_2-H_2O体系相图及其应用

湿法合成过碳酸钠之后的母液中仍含有一定量的过氧化氢和碳酸钠,为了提供该母液有效利用的相图理论指导,进行了15℃和25℃时Na2CO3-H2O2-H2O三元体系和Na2CO3-NaCl-H2O2-H2O四元体系的相平衡研究。测定了上述体系的溶解度,并依据绘制相图,确定了合成过碳酸钠的适宜原料配比;分析了合成过碳酸钠后母液采用氯化钠盐析法进一步回收过氧化氢制过碳酸钠的适宜条件。通过相图计算得出,氯化钠盐析法能有效提高过碳酸钠的收率,可显著降低剩余母液中过氧化氢的含量,实现了减少过氧化氢分解损失和母液蒸发浓缩循环使用的目的。

云母铁珠光颜料制备过程中FeCl_3与尿素水解反应动力学

测定了均匀沉淀法制备云母铁珠光颜料过程中FeCl3与尿素水解反应浓度的变化规律,建立了各自的水解速率方程,得出FeCl3水解反应的级数a1为0.9级,其活化能Ea1为125.5 kJ/mol;尿素水解反应的级数a2为0级,其活化能Ea2为252.8 kJ/mol. 通过对尿素与FeCl3的水解速率方程进行分析,得出一次加入尿素、连续加入铁盐的新加料方法,可使云母铁珠光颜料制备过程反应液的pH值恒定.

西藏硼镁矿制取硼酸联产碳酸镁工艺研究

提出了西藏硼镁矿综合利用的新工艺,即用硫酸铵复分解法分解西藏硼镁矿制取硼酸和碳酸镁。考察了反应温度、反应时间、硫酸铵的初始浓度、硫酸铵的用量比等工艺条件对硼浸出率的影响。较佳工艺条件为:反应温度100℃、反应时间2～2.5 h、硫酸铵的初始浓度为9%～11%(质量分数)、硫酸铵的用量为理论量的110%。在此工艺条件下,硼酸的收率可达95%,碳酸镁的收率可达90%以上。该工艺充分利用了西藏硼镁矿的硼、镁资源,提高了硼的收率。