基于UbD理论的“烃”大单元教学设计研究

为了促进学生学习过程中深度理解,有效落实“教、学、评”一体化体系,以高中化学“烃”的内容为例,进行基于UbD理论的大单元教学设计研究,确定了教学设计的操作程序,包括确定大单元教学主题、设置大单元教学目标、确定大单元评估依据、设计大单元学习体验、展开课时教学设计五部分。此教学研究有助于改善高中有机化学的教学现状,促进学生进一步理解、迁移与运用化学知识,在教育改革中具有积极的探索意义。

高速铁路桥梁墩柱新型塑料模具的优化设计及应用

针对高速铁路桥梁墩柱钢模具自身质量大、拼装和拆卸困难,以及户外易生锈等问题,本文设计制造了新型塑料桥梁墩柱模具。根据新型塑料模具的结构特征、受力规律和墩柱施工工艺,对新型塑料模具结构进行有限元分析,确定了模具主要材料、抱箍配置结构、组装工艺和新型塑料模具结构。结合钢模具的施工工艺和新型塑料模具结构特征,确定新型塑料模具现场拼装和拆卸方法、桥梁墩柱施工工艺和该模具的墩柱质量验收标准。仿真计算结果表明:新型塑料模具的模板、箍带和螺栓满足强度要求。现场应用结果表明:在保证桥梁墩柱施工质量的基础上,该模具自重小,能够降低拼装和拆卸难度、维护难度,提升了桥梁墩柱成品外观质量和桥梁墩柱施工效率。在降低桥梁墩柱施工难度和施工总成本的同时,实现了高铁建设施工节能降耗和绿色环保。

煤系高岭土碱熔-水热晶化合成4A沸石分子筛

以煤系高岭土为主要原料,在400℃条件下,经NaOH碱熔活化2 h后,高岭土生成可溶性的硅铝酸盐及活性偏高岭石,再水热晶化得到了4A分子筛产品,并运用XRD,TDA,SEM等对原矿、预处理产物和4A沸石分子筛产品进行了检测,采用正交实验对合成工艺进行了优化。结果表明:该法能有效活化高岭土,大幅度降低煅烧活化的温度、提高原料的活性,产品为纯净的4A沸石分子筛,粒径小于2μm,Ca2+交换量大于295 mg CaCO3/g干沸石。

高铁高硅煤矸石制备P型分子筛

以高铁高硅的煤矸石为主要原料,经350℃氧化2 h、酸浸除铁后,先在750℃条件下煅烧2 h,然后在400℃条件下,经NaOH碱熔活化2 h,再水热晶化,得到了P型分子筛。运用XRF,XRD,SEM等仪器对原矿、预处理产物和晶化产物进行了检测,结果表明:氧化后硫酸酸浸除铁率为96.8%;碱熔能使煤矸石煅烧粉生成可溶性的硅铝酸盐;产物为纯净的P型分子筛,平均粒径为2.53μm;Ca2+交换量为325 mg CaCO3/g干基沸石,Mg2+交换量为96mg MgCO3/g干基沸石。

六盘水矿区煤矸石理化性质及资源化利用分析

为了充分利用六盘水矿区的煤矸石资源,研究分析了六盘水矿区煤矸石的理化性质,结果表明该矿区的煤矸石具有高铁、高硅、低铝的特点,并针对该矿区煤矸石的特点,提出了一些具有较高技术含量的资源化利用的方法。

煤矸石酸浸除铁及废液利用的实验研究

对六盘水矿区高铁的煤矸石采用低温焙烧后,进行酸浸除铁,获得的优化除铁条件是:用18%的硫酸,固液比为1∶8,在350℃焙烧2 h,在90℃酸浸2.5 h,除铁率达到95%以上,并利用酸浸废液制备了氧化铁红。

劣质煤矸石合成4A沸石分子筛

为了利用高铁高砂型劣质煤矸石来合成4A沸石分子筛,先将该煤矸石在350℃煅烧2 h,然后加入过量10%的浓度为20%的盐酸,在90℃的条件下酸浸3 h,除铁率为95.1%,铝元素浸出率为总铝含量的10%;将除铁后的煤矸石粉在750℃煅烧2 h后,煤矸石中的炭等有机质被除去、高岭石转变为无定形态的偏高岭石;然后向该750℃煤矸石煅烧粉中按照m(煤矸石)∶m(氢氧化钠)=1∶1的比例加入氢氧化钠,混匀后在400℃恒温2 h,煅烧粉中的石英等成分转变为可溶于水的硅酸钠和硅铝酸钠,因此获得了高活性的原料;合成4A沸石分子筛的体系组成为n(SiO2)/n(A12O3)=2.0、n(Na2O)/n(SiO2)=1.7、n(H2O)/n(Na2O)=45,该体系先在40℃老化2 h,然后在95℃水热晶化4 h,最后运用XRD及SEM等手段对晶化产物进行了表征,结果表明:产物为纯净的4A沸石分子筛、晶形完好、平均粒径约为1μm、Ca2+交换量为296 mg CaCO3/g干沸石。

煤系高岭土合成NaP分子筛的XRD分析及表征

本文将高岭土在一定温度下煅烧1 h,使高岭土变成无定形态的活性偏高岭土,再调整合成体系的配比,最后水热晶化合成了NaP分子筛。采用XRD对原矿、预处理产物和合成的产物进行了分析,采用SEM对产物进行了形貌表征,用激光粒度分析仪对产物粒度进行了分析,最后用化学滴定法测定了产物的钙镁离子交换量。结果表明:在800℃恒温1 h能有效活化高岭土,在n(SiO2)/n(Al2O3)=3.5、n(Na2O)/n(SiO2)=1.4、n(H2O)/n(Na2O)=45、室温老化3 h、95℃晶化9 h的条件下,获得的晶化产物为NaP分子筛,平均粒径为2.298μm,Ca2+交换量为315 mg CaCO3/g干沸石,Mg2+交换量为83 mg MgCO3/g干沸石。

膨润土碱熔活化水热合成NaP沸石分子筛

为利用膨润土合成NaP沸石分子筛,研究了膨润土的成分,该膨润土的主要成分为蒙脱石和石英。采用向膨润土中加碱在850℃碱熔1 h的方法,活化了膨润土中的蒙脱石和石英,获得了高活性的原料。采用水热合成的方法,通过正交实验,确定了合成NaP沸石分子筛的优化条件:二氧化硅与三氧化二铝物质的量比为5、氧化钠与二氧化硅物质的量比为1.6、水与氧化钠物质的量比为50、50℃老化2 h、95℃晶化9 h。X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,所得产物为纯净的NaP沸石分子筛,平均粒径为1μm,干沸石的钙离子交换量(以碳酸钙计)为315 mg/g。

煤系高岭土水热合成13X分子筛的试验研究

以煤系高岭土为主要原料,经过对原料煅烧处理和水热合成试验,制备了13X分子筛。通过试验,优化的试验条件是:高岭土加入氯化铵后在750℃下煅烧2h,得到含有少量铁的偏高岭土,高岭土与氯化铵的最佳质量配比100∶3.2;优化后的合成反应的条件为SiO2/A12O3=3;Na2O/SiO2=1.9;H2O/Na2O=40;老化时间为1d;加入晶种的量为总产量的10%;98℃下晶化9.5h。

NaP沸石分子筛的合成及软化硬水的实验研究

按照物质的量之比为4.2Na2O.Al2O3.3SiO2.189H2O的比例,以煤系高岭土为主要原料,合成了NaP沸石分子筛,并用合成的产物作为硬水软化剂,对模拟硬水和自来水进行了软化实验,结果表明:在室温、pH=7的条件下,分别用0.9gNaP沸石分子筛,对50mL初始浓度为400.15mg/L的Ca2+溶液和50mL初始浓度为105.14mg/L的Mg2+溶液进行处理,反应时间为10min,Ca2+和Mg2+去除率均达到97%以上。在上述相同条件下软化自来水,可以使水中的Ca2+减少95.43%、Mg2+减少93.27%。

粉煤灰碱熔-水热法制备P型分子筛的研究

P型分子筛在洗涤剂工业、石化工业、医药和环保工业等领域具有广泛的应用。为了探究粉煤灰制备P型分子筛过程中原料及产物的物相变化规律,用X射线多晶衍射仪(XRD)对粉煤灰、碱融产物及不同工艺参数条件下水热法合成出的产物进行了物相分析。XRD分析结果表明,在m(粉煤灰)∶m(碳酸钠)=1∶1.1、800℃煅烧2 h的条件下,能充分活化粉煤灰中的莫来石、石英等惰性相,得到高化学活性前驱粉体,其主要成分为NaAlSiO_4。在合成体系的n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=3.5、n(H_2O)/n(Na_2O)=45、n(Na_2O)/n(SiO_2)=1.3、无老化步骤、在95℃水热晶化时间为9 h的条件下,获得的产物是纯净的P型分子筛。该法消耗了粉煤灰,实现了废物的资源化利用,同时获得了高附加值的产物P型分子筛。

煤矸石提取铝铁元素制备PAFS的实验研究

分析了六盘水矿区煤矸石的理化性质,结果表明该矿区的煤矸石具有较高的铝含量和铁含量,在750℃煅烧2 h的条件下,可以有效地活化煤矸石中的铝铁成分;将煤矸石煅烧粉用20%硫酸溶液,按照液固比3∶1(mL/g),在93℃的水浴中搅拌酸浸4 h,铝元素和铁元素的溶出率分别达到83.2%和96.8%;用Na2CO3溶液调节酸浸滤液的pH为0.8,在93℃的条件下聚合8 h,然后在室温下熟化24 h,最后得到液态PAFS产物。用质量分数为1%的PAFS产物0.5 mL对800 mL含3.0 g 300目高岭土的悬浊液进行除浊实验,1 h后去浊率为96.34%。

高铁高砂煤矸石除铁及碱融活化合成4A分子筛

高铁高砂的劣质煤矸石经酸浸除铁和纯碱碱融活化处理后,除铁率达到96.8%,高岭石及石英砂被完全活化,煤矸石生成了可溶于碱液的中间产物霞石(NaAlSiO4)及活性偏高岭石,将其再进行水热晶化得到了4A分子筛。用XRF、XRD、SEM等对原矿、预处理产物和产品进行了检测。结果表明:产品为较纯净的4A分子筛,粒径小于2μm,干基产品的钙离子交换量为295.5 mg CaCO3/g。

基于加速退化试验的滚珠丝杠副统计分析

为有效地获取滚珠丝杠副精度寿命特征,利用滚珠丝杠副磨损特征建立加速退化模型,并且根据设计的试验装置和试验过程的摩擦力矩值变化情况,采用参数估计方法进行退化数据的统计分析,获得不同应力水平下的滚珠丝杠副加速退化参数模型.同时,根据不同应力条件下实测的滚珠丝杠副摩擦力矩退化数据,计算出滚珠丝杠副定位反向变动量,为滚珠丝杠副的定位精度退化提供一种新的评价方法.建立的滚珠丝杠副加速退化模型针对其磨损进程极为缓慢的特性,利用该退化方法能较准确地推算出滚珠丝杠副精度寿命,能节约滚珠丝杠副试验费用、试验时间和指导滚珠丝杠副的设计.

煤矸石碱熔提取白炭黑的研究

以六盘水高铁高砂煤矸石为原料,采用先煅烧原矿粉,再酸溶除去铝铁后碱熔活化的方法,水淬后制得了硅酸钠溶液;又经过二次酸化,获得了硅酸,经烘干,最后得到了白炭黑产品。运用XRF,XRD,IR对所得产品进行了表征,结果表明,产品为无定形态的白炭黑,符合HG/T3061-1999标准的要求。

煤系高岭土二次煅烧水热合成P型分子筛

以煤系高岭土为原料,采用二次煅烧和水热合成的方法制备了P型分子筛。第一次煅烧的条件是高岭土和氯化铵混合,条件是800℃、2 h,得到含有少量铁离子的偏高岭土;第二步煅烧的条件是向偏高岭土中加入碱,煅烧条件是400℃,2 h。通过单因素实验,考察了SiO2/A12O3、老化时间对晶相的影响,H2O/Na2O对晶化时间的影响,配料煅烧对产率、粒径、Ca2+、Mg2+交换量的影响。确定了反应的最佳条件为:以NaOH作为配料进行二次煅烧,SiO2/A12O3=3,H2O/Na2O=45,无老化步骤。用XRD对产品进行了表征,用化学滴定的方法确定了所合成P型分子筛的Ca2+、Mg2+交换量,结果表明:P型分子筛结晶完好,钙镁离子交换容量大。

高铁煤矸石酸浸液合成氧化铁红的实验研究

以高铁煤矸石为原料,先用硫酸酸浸的方法获得含有铝离子的硫酸铁溶液;采用分步沉淀的方法 ,使Fe3+完全转化为氢氧化铁凝胶而与Al3+分离;再将获得的氢氧化铁凝胶烘干后高温煅烧;最后将煅烧产物磨粉过筛,获得了氧化铁红。确定了合成氧化铁红的工艺条件是:酸浸液中铁离子的浓度为0.31 mol/L;分离Fe3+与Al3+时,氢氧化钠溶液的浓度为1 mol/L,且控制终点pH在3.0左右;干凝胶焙烧温度为800℃,时间为60 min。XRD及化学分析结果表明:所得产物为氧化铁红,符合GB/T 1863—2008《氧化铁颜料》的相关要求。

高铁型煤矸石酸浸液制备聚合硫酸铝铁实验研究

以高铁型煤矸石酸浸液为原料,制备了高效无机高分子絮凝剂聚合硫酸铝铁(PAFS),并通过单因素实验研究了制备体系反应条件对聚合硫酸铝铁去浊率的影响。制备聚合硫酸铝铁优化工艺条件:铁离子与铝离子总浓度为0.5mol/L、铁离子与铝离子物质的量比为0.25、体系pH为0.8、80℃聚合8h、室温熟化24h。采用X射线衍射(XRD)及红外光谱(IR)对优化条件下制备的聚合硫酸铝铁进行了表征,表明产物为铁聚合较完全而铝部分聚合的聚合硫酸铝铁。

煤矸石合成P型分子筛的研究

以除铁以后的煤矸石为主要原料,经煅烧和碱熔后,再配料进行水热晶化,得到了P型分子筛。运用正交试验,获得了最优工艺条件为:n(SiO2)/n(Al2O3)=3.3,n(Na2O)/n(SiO2)=1.3,n(H2O)/n(Na2O)=60,在60℃老化3 h、93℃晶化7 h。产物经XRD及SEM检测,为纯净的P型分子筛。