保水剂农业应用研究现状与展望

我国大部分地区处于干旱和半干旱地区,发展节水农业是我国农业发展的必然趋势。保水剂由于其高吸水性和良好的保水能力,有效的满足了我国发展节水农业的要求,在农业生产中受到了越来越多的重视,具有广阔的应用前景。简述了保水剂的发展概况、作用原理进行,重点讨论了其在农业上所发挥的保水保墒、改良土壤、保肥以及增效等作用,同时对保水剂在农业应用研究中存在的问题进行了探讨。

不同结构高吸水树脂的制备与性能研究

采用水溶液聚合法,以丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸为反应单体,制备了3种高吸水树脂聚丙烯酸-丙烯酰胺(P(AA-AM))、聚丙烯酸-2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(P(AA-AMPS))和聚丙烯酸-丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(P(AA-AM-AMPS)),系统考察了反应条件对高吸水树脂吸水和吸盐水性能的影响,并研究了3种高吸水树脂在不同浓度的KCl、CaCl2和FeCl3中的吸水性能。结果表明:反应条件对不同高吸水树脂吸水性能的影响具有相同的趋势,但不同高吸水树脂的最佳反应条件不相同,P(AA-AM)、P(AA-AMPS)和P(AA-AMAMPS)的最佳反应条件分别为:中和度75%、65%和80%;交联剂用量都为单体总质量的0.02%;引发剂用量为单体总质量的0.20%、0.24%和0.20%;不同高吸水树脂受离子溶液的影响程度不同,P(AA-AM)<P(AA-AMAMPS)<P(AA-AMPS);不同溶液对高吸水树脂吸水能力影响也不相同,FeCl3>CaCl2>KCl。

新法真空铝热还原炼镁的研究

对以煅后白云石和煅后菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的新法炼镁技术的热力学进行了分析,并进行了真空热还原实验。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对还原渣的主要物相与物质形态进行了分析。实验结果表明:以煅后白云石和煅后菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的新法真空热还原炼镁技术是可行的,在还原温度1200℃,还原时间2 h,铝粉过量5%和无氟盐添加剂的条件下,氧化镁的还原率可达90%,CaF2或MgF2的添加可大幅度地提高还原过程中氧化镁的还原率,降低还原温度。还原后还原渣主要物相为CaO.2Al2O3,还原渣中氧化铝的含量在65%以上,氧化硅含量低于2%,是一种非常适合生产氢氧化铝的原料。

稳恒电磁场对铸造用共晶铝硅合金中铁相的影响研究

针对碳电热法生产的一次铝硅合金经稀释精炼后其主要杂质为铁,而传统加除铁剂过滤的方法除铁效率较低的问题,采用锰为除铁剂,研究了电磁场对铝硅合金中富铁相的影响。结果表明,加入直流磁场后铝硅合金中的铁相由针状长大到片状、球状,合金中的铁相体积随直流磁场强度的增大而增大,当磁场强度达到一定值时针状的铁相消失,从而使最终合金中的绝大部分富铁相被去除。

以铝铁合金为还原剂的真空热还原炼镁实验研究

在铝电解生产金属铝过程中会产生部分的铝铁合金固体废弃物,该铝铁合金尚未得到很好的利用。本文对以煅后白云石为原料,以铝电解过程中产生的铝铁合金为还原剂的真空热还原炼镁过程进行了研究。通过对铝铁合金和还原渣的物相和成分分析,对铝铁合金还原炼镁的机理进行了分析,并同以纯铝粉为还原剂的铝热还原法和以硅铁为还原剂的皮江法炼镁的氧化镁还原率进行了对比。实验结果表明:以铝铁合金为还原剂真空热还原炼镁技术是可行的,在还原温度1200℃,还原时间2 h,还原剂添加量为1.0和无氟盐添加剂的条件下,氧化镁的还原率可达90%以上。在还原剂条件相同的情况下,以铝铁合金为还原剂可获得比铝粉和硅铁还原剂更高的氧化镁还原率。应用铝铁合金为还原剂真空热还原炼镁不仅有利于降低镁的生产成本,而且可实现铝电解部分废弃物的回收利用。

由电热法一次铝硅合金制取铸造铝硅合金的研究

由电热还原法制取的一次铝硅合金含有铝55%,硅25%和一些杂质。其中的杂质主要是铁和一些金属氧化物。在实验室中研究了由一次铝硅合金制取铸造铝硅合金的工艺。研究结果得出,使用含冰晶石和氯化钠混合物的精炼剂以及金属锰为除铁剂并采取适当的工艺方法,可以有效地去除一次铝硅合金中的杂质,制取符合工业标准的铸造铝硅合金。文中对精炼剂量的大小以及过滤温度等工艺条件对铸造合金中某些金属杂质含量的影响进行了研究。

以二次铝灰为还原剂还原炼镁-还原渣溶出氧化铝的实验研究

二次铝灰是铝电解和铝合金生产过程中产生的一种主要废弃物之一，截止目前，绝大部分的二次铝灰均未得到较好利用，主要采用填埋处理。本论文对以二次铝灰为还原剂真空热还原炼镁过程和还原渣中的氧化铝溶出过程进行了研究。实验结果表明：还原过程中氧化镁的还原率可达到85％以上，还原料镁比在8．5—9．0：1，虽然由于还原料镁比的增加会导致还原能耗的增加和还原生产率的降低，但由于二次铝灰的成本较低，且还原渣中大部分的氧化铝和氮化铝可以被溶出生产高白的氢氧化铝，因此以二次铝灰还原炼镁仍有利可图。

氟盐对炼镁还原渣中氧化铝浸出率的影响研究

以白云石和菱镁石为原料以铝粉为还原剂真空热还原炼镁过程中添加氟化钙可使镁还原率提高5%以上,还原温度降低50℃,还原后还原渣的主要物相为CaO.2Al2O3,加入的氟化钙在还原过程会参与反应生成氟铝酸钙。在实验室以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液对该含氟盐还原渣中氧化铝的浸出进行了研究,研究结果表明:经碱液浸出后还原渣中的CaO.2Al2O3全部被分解,还原渣中的氧化铝浸出率在70%以上,浸出渣的主要物相为CaCO3。含氟盐炼镁还原中氧化铝的浸出率比不含氟盐的氧化铝浸出率低10%以上,在还原过程中生成的氟铝酸钙和浸出过程中生成的水合铝酸钙是导致氧化铝损失增加的主要原因。

单晶钛酸铅纳米棒的可控水热合成研究

以不同浓度的聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)作为添加剂,利用水热合成法成功制备出具有不同直径的钛酸铅纳米棒.X射线衍射(XRD)结果表明纳米棒为四方相纯钙钛矿结构.透射电子显微镜(TEM)研究表明,随着PVA浓度的升高,纳米棒的直径变小,长度变短,纳米棒在产物中所占比例提高;当在反应物中同时加入少量的PVA和PAA时,能合成直径近乎高浓度PVA作用下的纳米棒.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析表明纳米棒为单晶结构,且纳米棒主要沿着[100]方向生长.

镁锂混合氧化物的制备工艺研究

对以菱镁石和一水氢氧化锂为原料煅烧制备镁锂混合氧化物的工艺进行了研究。通过对原料煅烧过程的差热-热重分析及煅烧产物的X射线衍射物相分析,探讨了混合物中一水氢氧化锂的分解过程。结果表明,一水氢氧化锂直接煅烧时先熔化后分解,而一水氢氧化锂与菱镁石混合煅烧过程会生成部分Li_(2)CO_(3),导致后续分解困难。一水氢氧化锂与煅后菱镁石混合煅烧过程会生成少量氢氧化镁,但氢氧化镁很快分解为氧化镁,对氢氧化锂的分解过程没有影响;当煅烧温度达到950℃以上、煅烧时间达到120 min时,混合物中的一水氢氧化锂分解率可达到98%以上,煅后物料中的主要物相为MgO和Li_(2)O。

高温水源热泵在地热供暖中的应用

针对目前地热供暖应用的现状,介绍了一种全新的地热、高温水源热泵的供暖方案。在比较了各种常规的供暖模式的经济及环保效益的同时,为低温地热水、地热尾水及其它各种温度在30～60℃之间的中低品位余热水资源提供了一种高效、合理的利用途径。

高温水源热泵在地热供暖中的应用

针对目前地热供暖应用的现状,比较了各种常规的供暖模式的经济及环保效益;介绍了一种全新的地热、高温水源热泵的供暖方案,为低温地热水、地热尾水及其它各种温度在30-60℃之间的中低品位余热水资源提供了一种高效、合理的利用途径。

碳酸锂煅烧制备氧化锂的工艺研究

由于碳酸锂熔点低于分解温度,碳酸锂直接煅烧难以获得较好的分解效果。本论文对以碳酸锂和氧化铝混合物料为原料煅烧制备含锂氧化物的工艺进行了研究。通过对煅烧产物的X射线衍射物相分析,探讨了混合物料中碳酸锂的分解机理。研究结果表明,碳酸锂中加入氧化铝煅烧由于生成Li 2O•Al 2O 3,使碳酸锂的分解温度大幅度地降低,在Al 2O 3与Li 2CO 3摩尔比为1.04∶1,煅烧温度高于800℃的条件下,碳酸锂分解率可达98%以上。

PX相钛酸铅纳米针的水热合成及微观结构研究

以醋酸铅和钛酸四丁酯为原料,乙醇胺为矿化剂,采用水热法成功合成出PX相钛酸铅纳米针,利用X射线衍射,扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其物相、形貌和微观结构进行表征.纳米针经560℃退火后发生相变,且生长方向也随之改变.

自然沉降法去除铝硅合金中铁相的机制探讨

对碳电热还原法生产的共晶铝硅合金加锰自然沉降法除铁进行了研究。通过差热热重及对自然沉降后获得的合金富铁相成分进行分析,结果表明:共晶铝硅合金加锰后,锰会与合金中的富铁相结合,增大富铁相的密度,提高富铁相的初晶温度;当合金中Mn/Fe达到1以上时,富铁相的初晶温度提高100℃以上;当富铁相中锰含量大于10%时,多呈块状,利于沉降到合金熔体底部,当锰含量低于6%时,富铁相多为针状留在合金中。通过加锰自然沉降可将合金中60%以上的富铁相去除。

高电流密度TiB_2/G阴极泄流式铝电解槽的电解实验

详述了泄流式TiB2/G阴极电解槽的制作与电解运行操作。在焦粒焙烧、干法启动后,保持1.54 A/cm2的高阳极电流密度进行140 h电解实验,平均电流效率为86.5%。实验过程中,TiB2/G层稳定而牢固,其腐蚀脱落速度为0.4 g/(h·m2),能很好地保护阴极基体。利用铝参比电极由瞬时断电技术测得泄流式电解槽的阳极过电压和阴极过电压,它们与对应的电流密度遵循塔菲尔方程关系,其阳极过电压与工业电解槽相当,而其阴极过电压比工业电解槽的高0.4 V左右。这可能是由于泄流式电解槽中不存在铝液波动,阴极表面附近的电解质分子比远高于工业电解槽阴极表面的电解质分子比。

氯化锰去除铝硅合金中铁杂质的研究

针对电热法生产的一次铝硅合金经稀释精炼后需去除杂质铁,而直接加锰除铁造成了锰的损失,且锰的扩散较慢这一问题。探讨了用氯化锰代替单质锰去除铝硅合金中铁的可能性。结果表明,氯化锰能够与铝反应生成锰即氯化锰可以代替锰去除铝硅合金中的铁。

CaF_2在真空铝热还原炼镁过程中的行为研究

对CaF2在以白云石和菱镁石为原料的铝热还原过程中的行为进行了研究,通过X射线衍射对还原渣和结晶产物的物相进行了分析,对CaF2在铝热还原过程的反应过程以及加速还原反应的机理进行了探讨。实验研究结果表明,在还原过程中加入CaF2可降低还原反应的活化能,加快还原反应速率,可使还原过程中的氧化镁还原率提高3%以上,但添加CaF2的效果随还原温度的升高而降低。加入CaF2后一部分CaF2参与还原反应生成了11CaO.7Al2O3.CaF2,另外一部分CaF2被铝还原在结晶器上生成了一种主要成分为MgF2和Al的结晶物。CaF2对铝热还原反应的促进作用是化学反应促进和提高煅白表面活性共同作用的结果。

PbTiO_3纳米线的合成及其光致发光特性研究

采用水热合成技术,以钛酸四丁酯和三水醋酸铅为原料,NaOH为矿化剂,合成了直径约12nm的钙钛矿结构钛酸铅纳米线.通过X射线衍射,扫描电子显微镜,X射线光电子能谱等技术对纳米线的形貌和成分进行了表征并研究了PbTi O3纳米线的光致发光特性.