碳酸钾焙烧分解富钾页岩的实验研究

通过实验探讨了富钾页岩 +碳酸钾体系热分解反应过程。以富钾页岩分解率为目标函数 ,正交实验表明 :最佳焙烧温度为 82 0～ 830℃ ,富钾页岩∶碳酸钾 (质量比 ) =1.0 0∶1.5 1,最佳焙烧时间 6 0min ,生料粒度 6 0～ 80目。并用热重 /差热分析和X粉晶衍射进行分析 ,拟合热力学数据 ,初步分析了反应机理。

利用合成沸石母液制取电子级碳酸钾

利用钾长石粉为原料合成13X沸石后的母液,经CO2酸化后除去SiO2-3,得NaHCO3-KHCO3-H2O体系;结晶分离可以制备优级纯Na2CO3,余液经除杂,再次酸化得KHCO3结晶,干燥后制备出K2CO3。测试结果表明,碳酸钾产品达到GB/T1587-2000Ⅱ型技术要求。实验证明了利用合成沸石母液提取电子级碳酸钾的可行性,其中碳酸钠回收率达到79.8%,碳酸钾回收率达到83.0%。

高钾铝硅酸盐物料中K_2O含量的测定

为了精确测定分解反应过程中钾的挥发量,结合GB85742002,在样品高钾铝硅酸盐物料(钾长石、碳酸钾焙烧熟料,K2O含量大于15%)处理中采用聚环氧乙烷絮凝沉淀Si,新制Ca(OH)2溶液除去Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等其他阳离子,加入碳酸铵稳定溶液pH值以除去Ca2+和Al3+.采用四苯硼钾重量法测定钾含量,测定结果与表样对照,相对误差在0.5%以内.实验表明:利用Ca(OH)2除杂,溶液pH值须控制在10～12;碳酸铵双水解反应后,溶液pH值须控制在7.35左右以除尽Ca2+和Al3+;低温(T<473K)蒸发溶液除去NH4+,消除了因生成四苯硼铵沉淀而带来的分析误差.结果表明该方法可以精确测定高钾铝硅酸盐物料的K2O含量,具有成本低、方便快捷、无需大型仪器之优点.

非水溶性钾矿制取碳酸钾:副产硅铝胶凝材料

白云鄂博稀土-铌-铁矿床上部围岩产富钾板岩,其K2O平均含量达13.0%,钾资源储量巨大.矿石的物相组成以微斜长石、黑云母为主,是一种重要的非水溶性钾矿资源.实验表明,以碳酸钠为助剂,经中温烧结,矿石分解率达98.2%以上.烧结物料中K2O的浸出率约70%,且在水浸酸化反应过程中,大部分Fe3+、Ti4+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等杂质离子与硅铝质胶体同时沉淀析出,为制取电子级碳酸钾提供了可能.硅铝质胶体滤渣用于制备矿物聚合材料.采用本项技术开发利用此类非水溶性钾矿资源,符合节能高效和“清洁生产”的要求,兼有规模化经济效益和良好的环境效益.

碳酸钾助熔焙烧分解钾长石热力学实验研究

实验探讨了钾长石 +碳酸钾体系热分解反应热力学过程 ,以钾长石分解率为目标函数 ,正交实验表明 :最佳焙烧温度为 86 0℃ ;钾长石 :碳酸钾加入量 =1∶1 2 ;最佳焙烧时间 6 0分钟 ;生料粒度 6 0～ 80目。并用DTA/TG和X粉晶衍射进行分析 ,拟合热力学数据 。

利用富钾岩石合成沸石的母液制备SiO_2微细粉的实验研究

利用江苏丰县富钾岩石合成沸石所剩母液 ,经酸化处理后得到的凝胶为原料 ,通过喷雾干燥工艺得到d50在12 2～12 8μm之间球形度良好的SiO2 微细粉。采用正交实验法得出喷雾干燥温度300/100℃的(进/出口温度)最优化实验条件 ,其中影响SiO2 微细粉粒径最主要的因素依次为酸化过程中通入CO2 的速度、合成沸石的母液浓度和加入表面活性剂———乙醇的量。本次实验研究不仅使合成沸石的整个工艺流程无“三废”排放 ,还实现了100

Li_2B_2O_7-LiBO_2-LiF-Li_2CO_3熔融矿样XRF测定钒钛磁铁矿中Fe、V、Ti

文章采用一种新的熔融钒钛磁铁矿样方法,利用X射线荧光光谱法(X-ray fluorescence,XRF)测定钒钛磁铁矿中的铁、钛、钒组分。以Li_2B_2O_7+LiBO_2+LiF(配料比45∶10∶5)为主熔剂,Li_2CO_3为助熔剂,试样稀释比为1∶25,熔融温度为1 150℃,熔融时间为10min,发现熔融后样品消除了粒度效应和矿物效应,使得荧光强度基本接近最高强度,实现了基体效应及谱线重叠干扰的校正。通过加入钴内标,提高铁的测定精度;选用LiF220晶体测定钒,大大降低钛的干扰。该方法用于钒钛磁铁矿国家一级标准物质的测定,其结果与标准值吻合,与传统经典方法相比,矿样处理更为简单,消除了系统偏差。实验表明,铁、钛、钒各组分的精密度(RSDn=12)为0.75%~3.03%。

科研反哺教学在《复合材料学》课程改革中的实践

针对《复合材料学》课程教学现状和不足,提出将科研精神用于教学、将科研成果引入课堂及开展科研实验、科研课题等方式,以改进《复合材料学》课程教学质量,培养学生综合素质。

气-热液反应技术制备硫化镍及电催化性能研究

以乙酰丙酮镍(NiC_(10)H_(14)O_4)为镍源,硫化氢(H2S)为硫源,采用气-热液反应技术(Hot-bubbling)制得硫化镍(NiS)纳米晶。将NiS纳米晶修饰到玻碳电极上,并对NiS纳米晶的电催化性能进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜-能量分散光谱(TEM-EDX)分别对NiS纳米晶的形貌、尺寸及结构等进行了表征。利用线性扫描伏安法、循环伏安法,交流阻抗等电化学技术对材料在酸性条件下对水的电化学析氢性能进行研究。结果表明:采用Hot-bubbling法制得的NiS纳米晶结晶度高,双电层为28.8mF/cm^2,表明修饰后电极有较大的表面积,在0.5mol稀硫酸电解质溶液中,塔菲尔(tafel)斜率为42.7283mV/dec,有较好的电析氢催化效果。

水性聚氨酯成膜剂对连续玄武岩纤维性能的影响

以聚醚醇与二异氰酸酯为主要原料、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂合成了应用于连续玄武岩纤维浸润剂中主成膜剂的水性聚氨酯。采用激光粒度仪、热失重分析仪等表征了水性聚氨酯粒径大小、热力学性能等;用傅里叶红外光谱仪、万能试验机、扫描电镜等表征了浸润剂处理前后连续玄武岩纤维的表面化学元素组成、力学性能、表面形貌变化等。探究了MDEA质量分数(w(MDEA))对水性聚氨酯以及连续玄武岩纤维性能的影响,以及浸润剂处理前后的连续玄武岩纤维耐酸、碱性等。结果表明,当w(MDEA)=6.0%时,水性聚氨酯稳定性较好,浸润剂处理过的连续玄武岩纤维断裂强度提升了75%,耐酸、碱腐蚀性明显增强。

白泥超轻陶粒的制备与性能研究

以一种即将工业化的固体废弃物白泥为原料,一种膨胀性黏土黑棉土为助熔剂,油页岩半焦为发泡剂成功制备出一类新型陶粒,产品满足GB/T17431-2010中给定的超轻陶粒标准。给出实验优化条件,即:原料配比为7:7:6(白泥:黑棉土:油页岩半焦),最佳烧结制度为450℃下预烧15 min后升温至1230℃,烧结15 min。探究了膨胀陶粒的烧结工艺与原始物料成分适用关系,烧结过程中的物相转变规律,并修正了Riley相图有关制备发泡陶粒的成分范围。实验结果表明:所制备的陶粒堆积密度为355 kg/m^3、密度等级400级、吸水率为10.22%、孔隙率为49.06%。采用了热重(TG)、偏光显微镜(OLYMPUS)和扫描电镜(SEM)等表征方法对陶粒孔的形成过程进行了研究。

ZnS柱撑高岭石-蒙脱石混层矿物纳米复合材料的制备及其光降解伊红-B的研究

以硫尿和乙酸锌为前驱物,通过离子交换和溶液热反应的方法在有机高岭石蒙脱石混层矿物(高蒙混层矿物)层间原位合成了ZnS纳米粒子,得到ZnS柱撑高岭石蒙脱石混层矿物纳米复合材料。X射线粉末衍射分析(XRD)表明高蒙混层矿物的d001从原来的0.98nm被柱撑到1.95nm,表明层间被插入了直径小于1nm的ZnS纳米颗粒。扫描电镜(SEM)观察发现,原高蒙混层矿物的有序片层结构部分被破坏,在被剥离的片层上面均匀覆盖了ZnS颗粒聚集体,粒径在25nm左右。透射电镜(TEM)显示,ZnS颗粒聚集体是由3～5nm的颗粒堆积而成,夹杂在被剥离的高蒙混层矿物层中。选区电子衍射(SAED)和能量散射谱(EDS)测定表明形成的ZnS属于六方晶系,结晶度较低。光降解伊红_B(eosion_B)实验表明该纳米复合物具有极高的反应活性,紫外可见吸收光谱(UV_Vis)跟踪反应历程,表明降解过程中没有其他中间产物生成,20min之内降解率达到99.1%。本方法制备的ZnS柱撑高蒙混层矿物纳米复合材料与前人制备的ZnS纳米粒子相比具有更高的催化活性,方法更简单,原料较便宜,可重复利用。

连续玄武岩纤维生产与制品开发现状分析

连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber,简称CBF)是由天然的玄武岩矿石在高温下拉制而成。相对于石棉、岩棉等短纤维,CBF具有较高的长径比,不易被肺部吸入,同时在生产过程中耗能低、制备过程无污染,因而被称为绿色材料。相对于玻璃纤维,CBF具有优良的耐碱性,同时具有宽范围耐温性(-196℃~700℃),高强、绝热及高介电性能等。但现阶段CBF产量并不高,原因是多方面的,包括原料成分、设备和工艺等多诸多问题。本综述论文给出了CBF原料中SiO2、Al2O3、FeO+Fe2O3等主成分影响拉丝工艺的经验规律,分析了漏板、窑炉均化、浸润剂、及熔制技术等影响因素。同时,本文就玄武岩资源与CBF产业现状、CBF复合材料研发及CBF应用领域给出了介绍,该内容不仅包括建筑、防火隔热等传统领域,还包括汽车轻量化、过滤环保及电子技术等高技术领域。最后简述了我国开发CBF所存在问题,并给出展望。

黑棉土土工试验及改性研究

由于黑棉土(粘土矿物含量较高的一种黑土)具有较强的水化膨胀特性,在土木工程项目建设中必须对其进行妥善处理,方能适用于路基建设。针对肯尼亚地区某建筑工程中的黑棉土,进行了相关土工测试,给出了自由膨胀率、液塑限、电导率、pH值、含水率及有机质含量的测试结果。选用氧化钙(CaO)、火山灰、氢氧化钙(Ca(OH)_2)、硫酸钙(CaSO_4)、九水偏硅酸钠(Na_2SiO_3·9H_2O)、氯化钠(NaCl)对其进行改性,表明CaO+火山灰改性黑棉土在上述土工指标上有明显改善。

煅烧分解钾长石提取碳酸钾的实验研究

探讨了碳酸钾助熔焙烧钾长石分解 ,熟料水浸取 ,CO2 酸化浸取液 ,过滤除去沉淀 ,滤液经结晶除杂提取碳酸钾的过程。实验表明 :分解钾长石最佳焙烧温度为860℃ ,焙烧时间40min ,滤液酸化后的最佳pH值为8.0 ,滤液制备出的K2CO3,达到GB/T1587 -2000Ⅱ型要求。并用差热/热失重和X粉晶衍射法对焙烧熟料进行分析 。

肯尼亚内罗毕南环线黑棉土的矿物学特征分析

以肯尼亚内罗毕南环线公路工程为依托，对黑棉土的矿物组成、化学成分、电子探针及微观结构进行了分析。结果表明：黑棉土Fe2O3含量是广西宁明黑色膨胀土的3倍，Na2O和CaO含量是宁明黑色膨胀土的5-8倍，而K2O含量只是宁明黑色膨胀土的1/3；黑棉土中皂石含量达41.37%，伊蒙混层矿物10.64%，造岩矿物以石英、长石为主，约24.30%，含水矿物（沸石）含量8.33%；高含量的黏土矿物及沸石相是黑棉土水化膨胀性强的重要原因。

粘土矿物-蛋白质超薄膜的设计与生物催化性能

随着生物芯片及生物大分子有序自组装技术的发展,蛋白质-粘土矿物的超薄复合膜(clay-protein ultrathin films,CPUFs)的制备在生物催化领域引起人们的广泛关注.本文详述了蛋白质(溶解酵素、牛血清白蛋白、木瓜蛋白酶与精蛋白)与单片粘土(elementary sheet)矿物(钠化皂石)形成单层或多层纳米薄膜复合物的吸附过程及二维分子自组装的制备工艺,对交替层吸附(layer-by-layer,LbL)和Langmuir-Blodgett(LB)方法应用于CPUFs的构筑分别进行了介绍,并阐述了紫外可见分光光度计(UV-vis),衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM)和界面化学技术等手段对薄膜定性定量表征的研究方法及结果.研究表明,在CPUFs的形成过程中,静电相互作用是一个突出因素,但不是唯一驱动力.在利用LB技术构筑CPUFs的研究中,我们发现即使在无表面活性剂分子的协助下,水溶性蛋白质也能够在粘土矿物稀溶液的界面上形成较为稳定的蛋白质-粘土矿物Langmuir复合膜.通过研究表面压力与时间(?-t)的动力学曲线和表面压力对面积(?-A)的等温线,实现了粘土矿物与蛋白分子吸附过程即CPUFs形成过程的实时监测,并测定出CPUFs中蛋白质含量(NS)、蛋白质分子堆积密度(??)、单个蛋白质分子在粘土片层上的平均占位面积(??)及蛋白质在粘土层的饱和吸附量等物理化学参数.通过将界面化学测定结果、光谱学方法测定结果与粘土矿物体相溶液吸附实验结果相比较,发现LB技术实现了单层粘土片(厚度约1.3nm)的吸附与自组装,证明界面化学方法是定量化研究CPUFs的一种有效手段.通过将含有溶解酵素的CPUFs膜用于流水池反应器上进行生物活性检测,考察了其在睾丸酮丛毛单胞菌生长发育过程中的催化性能,结果表明LZ分子被锚固在CPUFs上以后,未发生明显的生物活性失活现象.

Ⅱ-Ⅴ族半导体纳米晶的研究进展

Ⅱ-Ⅴ族半导体是由第二副族元素(Zn,Cd)与第五主族元素(N,P,As等)形成的化合物.Ⅱ-Ⅴ半导体纳米晶(亦称量子点)具有禁带窄、Bohr半径大、电子有效质量小、通过改变量子点尺寸,能够实现宽波段发光,较Ⅱ-Ⅵ材料,其具有更多的共价键成分,性质稳定等优点,是应用于太阳能电池、生物标记及LED的理想材料.本文综述了近年来在Ⅱ-Ⅴ半导体纳米晶的研究中取得的进展,侧重介绍量子点的合成、表征、吸收光谱、光致发光谱及荧光寿命测定等领域内的最新成果,并对其发展方向进行了展望.

天然石墨利用现状及石墨制品综述

作为战略性资源,天然石墨具有热膨胀系数小(1×10^(-6)~3 0×10^(-6)K)、导热系数大(1 2 9 W m^(-1)K^(-1))、耐高温、良导电性(电阻率8×10^(-6)~1 3×10^(-6)Ωm)、超高润滑性(摩擦系数0.0 8~0.1 6)、可塑性、高的化学稳定性以及优良抗热震性等特性,是一类重要的矿物材料.其广泛应用于机械、冶金、石油化工、轻工、电子、电器、国防、军工、航天等国民经济各个领域,被誉为'万能'非金属材料之一.我国是石墨矿产资源大国,本文基于我国近年来在石墨矿产资源勘探、矿山加工工艺、生产消费及对外贸易等领域的数据,给出了天然石墨的综合利用现状分析,围绕石墨矿精纯、石墨制品深加工、石墨在国民经济及新兴产业等领域的应用展开讨论,内容涉及膨胀石墨、氟化石墨与石墨烯三类最重要的石墨制品.重点分析了我国进口石墨制品的生成加工、技术革新及与发达国家之差距等问题,系统介绍了石墨资源的综合利用进展.最后,基于石墨制品及无机非金属学科化发展趋势,给出石墨科学的未来发展方向.

一种新型钾矿资源的物相分析及提取碳酸钾的实验研究

新发现的华北某地白云质泥岩的K2O含量平均达10wB%,钾资源储量巨大,其成矿地质环境独特而复杂,矿石的物相组成以微斜长石、白云石和粘土矿物为主,是一种新的非水溶性钾矿资源类型.实验结果表明,以碳酸钠为助溶剂,经中温焙烧,钾矿石分解率可达99.4%.焙烧熟料中K2O的浸出率超过70%,且在水浸酸化反应过程中,原矿中的大部分杂质离子Fe3+,Ti4+,Mn2+,Mg2+,Ca2+等与硅铝质胶体同时沉淀析出,为制取电子级碳酸钾提供了可能.硅铝质胶体废渣可用于生产一类新型建材——矿物聚合材料.研究表明,综合开发利用该新型非水溶性钾矿资源,在技术上完全可达到“清洁生产”的现代工业要求,具有规模化经济效益和良好的环境效益.