硼酸镁晶须的制备及生长机理初探

以六水氯化镁、硼砂为反应物,氯化钾作助熔剂,通过高温助熔剂法在不同镁硼配比区域制备出尺寸和形貌不同的硼酸镁晶须,直径0.5～20μm,长30～500μm。镁硼摩尔比例1∶1～1∶4之间的对比实验结果为只在n(Mg):n(B)=1∶2～1∶4时,生成烧结块表层晶须;随着硼比例的增高,底部晶须的长径比增大。这表明高硼配比对硼酸镁晶须的完全生长至关重要;并推测硼酸镁晶须的生长机理可能为SLS机理。

川东北普光地区深层富钾卤水钾资源提取研究

四川盆地地下卤水资源丰富,尤其川东北地区地下卤水富含高品质钾资源。本项目以四川普光地区富钾卤水为研究对象,根据卤水组成,采用模拟计算并结合实验验证的方法,研究了高温蒸发时,氯化钠、氯化钾、光卤石、硼酸等矿物的析出阶段及特点。研究结果表明,当蒸失水率约80%时,体系中约85%的NaCl析出,同时KCl达到饱和,继续蒸发可获取钾石盐。控制总蒸失水率94%~95%时分离,体系中大于80%的钾可在这一阶段析出,且湿基中KCl品位可高达约45%;析出钾石盐后的卤水降至室温可获得NaCl、KCl、KCl·MgCl_(2)·6H_(2)O及H_(3)BO_(3)的混合物,硼的析出率可达到约80%。同时,研究表明,将蒸失水率约80%时分离石盐后的卤水直接降温可以获得湿基品位约高达70%的钾石盐矿,钾析出率约50%。综合对比分析,提出两条以钾资源开发为主的工艺路线:其一为“高温蒸发析氯化钠高温蒸发析氯化钾冷却析钾硼混盐”,通过加工获得KCl及H_(3)BO_(3)产品;其二为“高温蒸发析氯化钠冷却析钾”,通过加工获得高端KCl产品。

南翼山油田水中锶的容量分析

在对EDTA络合滴定法测定南翼山油田水中锶的分析条件研究过程中,对指示剂、分析体系环境、沉淀煮沸时间、沉淀冷却时间以及钙对锶的干扰进行了讨论,对行业标准HG/T 2958.1-1988(1997)《天青石矿石中锶和钙含量的测定-EDTA容量法》中锶的分析方法进行了改进,以改进后的方法为依据,建立了高钙体系中锶的容量分析方法,该方法的重现性和准确度较好。本方法不仅适用于油田水体系,而且也适用于盐湖卤水体系。

控制合成纤维状碱式硫酸镁晶须的研究

以硫酸镁和氢氧化钠为原料,通过水热法合成了碱式硫酸镁晶须5Mg(OH)2.MgSO4.2H2O(简称512MOS)。考察了前驱体制备方法、反应时间、反应温度以及形貌控制剂EDTA对碱式硫酸镁晶须形貌的影响,得出了较佳合成条件。研究结果表明,以固体氢氧化钠制备前驱体,在较低的温度下进行水热反应,可以获得形貌较好的晶须。添加EDTA可以改善晶须形貌,减少扇形晶须的出现。在较佳条件下制备的碱式硫酸镁晶须平均长度约40μm,平均直径约0.4μm,长径比达到100左右。XRD和化学分析显示产物组成为512MOS。SEM照片显示产物形貌为单根纤维状,表面光滑,有柔性弯曲现象。

氧化镁晶须的形貌分析及生长机理的研究

以无水MgCl2为原料、KCl为助熔剂,分段灼烧制备出直径1~5μm、长50~2000μm的氧化镁晶须。通过对晶须形态的分析及氧化镁晶体结晶习性的研究,推测晶须本体的生长与晶须头部的生长是2个不连续的过程,氧化镁晶须合成的初期是以VLS机制进行,在合成后期,由VLS机制变成VS机制。

高温熔剂法制备氧化镁晶须

以氯化镁为原料,氯化钾为助熔剂,采用高温熔剂法制备出氧化镁晶须。通过正交实验,利用极差、方差分析法对生长氧化镁晶须的反应条件进行了优化,找出了生长氧化镁晶须的最佳工艺条件:脱水时间1 h、温度400℃;灼烧时间6 h、温度900℃。因素影响顺序:灼烧温度>脱水时间>灼烧时间>脱水温度。实验结果表明:在高温熔剂法制备氧化镁晶须的过程中,灼烧温度和脱水时间为主要因素,在最佳工艺条件下制得晶须的形貌较好,产率可达76.6%。

高温熔剂法制备氧化镁晶须的研究

采用MgCl_2·6H_2O为原料、KCl为助熔剂,分段灼烧制备出直径1～50μm、长50～2000μm的MgO晶须.通过对水氯镁石热解的理论分析、以及对灼烧各阶段产物的化学分析,确定生成晶须的中间产物为无水氯化镁,然后直接从无水氯化镁制备出MgO晶须.并探讨了MgCl_2、HCl和H_2O浓度的变化对晶须形貌的影响.提出了MgO晶须生长的机制:即MgO分子在容器壁上非均相成核,晶须生长的初期是以VLS机制进行,在合成的后期,VLS机制变成VS机制.

氧化铝晶须的研究进展

氧化铝晶须作为一种性能优异的复合材料添加剂,在陶瓷材料、金属材料等领域有着广泛的应用。介绍了氧化铝晶须的主要制备方法,对这些方法进行了说明和比较,并提出一种制备氧化铝晶须的新方法。

Na^(+),K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+)∥Cl^(-),SO_(4)^(2-)H_(2)O六元体系中杂卤石形成条件的再认识

研究海水体系(即Na^(+),K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+)∥Cl^(-),SO_(4)^(2-)H_(2)O六元体系)中杂卤石的形成条件不仅有助于理解海相蒸发盐成因,对开发杂卤石钾资源利用技术也具有重要的指导作用。但杂卤石以及其他含有硫酸钙矿物(如二水石膏、半水石膏、无水石膏、钾石膏、多钙钾石膏、钙芒硝和水钙芒硝)的相平衡,无论是在实验研究方面还是在热力学模拟方面都仍然存在很多争议。由于缺乏杂卤石在复杂水溶液体系中可靠的相平衡数据,使人们对认识杂卤石成因和利用杂卤石钾资源带来巨大障碍。本工作对海水体系中杂卤石的形成条件进行了热力学模拟和实验研究。超过一年的长时间固液平衡实验表明25℃下Na^(+),K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+)∥Cl^(-),SO_(4)^(2-)H_(2)O六元体系中杂卤石的形成区域极为可观,且较前人实验结果均大数倍;同时证实了热力学模型预测结果的可靠性。这些结果为讨论盐矿床中杂卤石的形成条件提供了物理化学依据。25℃下可靠的热力学信息表明:杂卤石与其他盐类矿物的共生情况丰富多样,并且与前人看法不同,杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度。这给以杂卤石为指示寻找可溶性固体钾盐带来了挑战,但却指示了以杂卤石为线索更容易找到钾、镁盐未饱和的富钾卤水。

MnCO_3微球的可控制备、表征及高温热分解行为

以高锰酸钾(KMnO_4)为锰源,柠檬酸(C_6H_8O_7)为还原剂,采用水热合成技术在160℃条件下一步制备了碳酸锰(MnCO_3)微球。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、同步热分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N_2吸附脱附技术及激光粒度仪对制备产物的结构、形貌、热稳定性、孔结构和粒度分布进行了表征。系统研究了柠檬酸用量、反应温度、反应时间对合成产物晶型和形貌的影响,探讨了MnCO_3在空气氛围中不同温度下的热分解行为。研究结果表明,产物MnCO_3为介孔材料,其孔径、比表面积和孔容分别为20.9nm、27.9 m^2·g^(-1)和0.19cm^3·g^(-1)。柠檬酸用量对制备产物的晶体结构具有控制作用,其浓度达1.49mol/L时产物为高纯MnCO_3微球。反应温度和时间对产物MnCO_3的晶型和形貌几乎没有影响。MnCO_3在空气氛围中发生热分解,300~400℃时产物以MnO_2为主,560℃时煅烧产物为Mn_2O_3,1000℃时分解生成Mn_3O_4。

盐水溶液中单硼酸盐物种B(OH)_(3)和B((OH)_(4)^(-))的拉曼光谱定量分析

盐湖是天然存在的水和盐类共存的复杂体系,卤水中硼酸盐的赋存形态及分布规律较一般水溶液更为复杂,通常随盐类的浓缩富集而发生复杂的聚合、缔合等作用,存在严重的过饱和性,不利于盐湖硼及其他盐类的分离提取。因此,开展盐湖卤水体系中硼酸盐物种分布规律及离子间相互作用机制研究具有重要的实际意义。激光拉曼光谱因具有原位、无损、且水峰干扰小等特点,被广泛应用于硼酸盐溶液结构光谱学研究中,并表现出较大的优越性。近年来,以化学计量学为核心的现代拉曼光谱定量分析技术已成为快速准确获取复杂体系目标物量关系的有效手段,对光谱解析中面临的光谱重叠、背景干扰、基线漂移等问题具有强大的优势,在分析领域中得到了广泛而深刻的应用。基于化学计量学算法,采用拉曼光谱技术探究了三种回归模型(内标法、多元线性回归和偏最小二乘法)对盐水溶液中单硼物种B(OH)_(3)和B((OH)_(4)^(-))的定量分析,并通过外标样进行方法评估。研究表明,多元线性回归和偏最小二乘法对外标样的预测结果更为准确,相对误差均在1%以内,但前者对低硼含量的预测效果更佳。进一步地,根据建立的多元线性回归模型,文中开展了柴达木盆地西部油田卤水蒸发浓缩过程中硼化学形态Raman光谱定量化研究。结果表明,油田卤水蒸发浓缩过程中,仅在875 cm处检测到B(OH)_(3)的拉曼特征峰;多元线性回归法对油田卤水中B(OH)含量的预测与甘露醇减量法分析硼的含量结果相一致,相对误差小于5%,表明油田卤水浓缩过程中硼始终以B(OH)_(3)形态赋存,其他硼酸根离子的含量可忽略不计,故从化学形态角度,揭示了油田卤水蒸发浓缩中硼的结晶盐类仅有硼酸一种析盐固相的结晶行为。以上研究为后续探索动态环境下盐卤体系硼酸盐化学形态的定量关系提供了理论指导和实验依据。

X射线荧光光谱法测定碳酸锶产品中的主次组分含量

Mg,Ca,Sr,Ba同为碱土金属,性质相似,准确分析SrCO3产品中的Sr,Ca,Mg,Ba难度大,分析繁杂。文章采用人工合成配制系列标准样,以硼酸镶边垫底的粉末压片法制样,建立了准确分析SrCO3产品中主次组分的定量分析曲线,可同时测量SrCO3产品中的Sr,Ba,Ca,Mg,Si,Fe,Al,S等组分。由于SrCO3产品中Sr含量高,按照仪器给定的测量条件进行测量产生谱峰饱和现象,造成计数率溢出,分析误差较大,文章对Sr的分析条件进行了分析,提出通过降低Sr的测定功率来降低计数率,达到测量目的;粉末压片制样分析SO4时,随着测量次数的增加,SO42-的结果呈递增趋势,在文中提出了解决方法;同时对自成特性很差的SrCO3产品的压片条件进行了讨论。使用α经验系数法校正基体效应,经对配制的合成样进行检验,测量值与标准值结果吻合。方法的检出限和准确度满足分析要求,除SO24-的RSD<9.0%,其他主次元素RSD<2.5%。

氧化铝基吸附材料制备及除氟研究进展

氟是人体中不可缺少的微量元素之一,但摄入过量氟会引起骨骼类方面的疾病,严重影响动植物生长和人体生命健康。当前含氟废水的处理方法主要包括沉淀法、膜分离法、离子交换法和吸附法。其中,吸附法由于具有操作简单、除氟效率高、成本低、对环境友好等优点而被广大研究者所关注。氧化铝基吸附材料具有大的比表面积和孔体积,且表面活性位点丰富,与F-的亲和能力强,是当前研究极为广泛的除氟材料之一。本文从氧化铝基吸附材料的制备、除氟机制和最新研究进展方面进行综述,并对未来发展趋势进行展望,以期为后续铝基吸附材料的制备及应用提供借鉴。

含硼盐卤体系中碳酸根和碳酸氢根分析方法改进

利用甘露醇法测定硼、双指示剂法测定总碱度,同时借鉴血清中HCO_3^-的检测方法,建立了一种分光光度-滴定分析联用方法,用于准确测定含硼盐卤体系中硼及CO_3^(2-)和HCO_3^-的准确含量。以酚红为显色剂,考察了测定波长、显色剂用量、显色反应温度、pH等测试条件的影响,并从浓度与吸光度的线性关系,检出限及加标回收率等方面进行了系统研究,结果表明:在显色剂用量为1mL,控制pH 8.4,室温下进行显色反应;在波长558nm处,CO_3^(2-)在0~10mmol·L^(-1)内吸光度与浓度有良好线性关系,线性相关系数R^2=0.999 8,检出限为2.53×10^(-3) mmol·L^(-1)。样品加标回收率范围在97.75%~101.76%间,相对误差在-1.67%^-1.95%。该方法简便易行,精密度好,准确度高,优化了共存硼体系中CO_3^(2-)和HCO_3^-含量的测定方法,为含硼盐卤体系中体系碳酸根和碳酸氢根含量的准确测定提供了一种新的方法,对于盐湖卤水的基础研究和实际应用提供了新的思路和实验方法。

纳米H_(2)TiO_(3)锂离子筛的制备及吸附性能研究

以TiO_(2)和LiOH·H_(2)O为原料,Zr(NO_(3))_(4)·5H_(2)O为掺杂剂,采用高温固相和离子交换法制备了纳米H_(2)TiO_(3)锂离子筛。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N 2吸附脱附技术等手段对H_(2)TiO_(3)锂离子筛的晶型、形貌和孔结构进行了表征,并以H_(2)TiO_(3)为锂离子吸附剂,LiCl溶液为模拟卤水,研究了pH值、时间和温度对Li^(+)的吸附性能。结果表明,Zr^(4+)掺杂未引起Li 2TiO_(3)晶型变化,且掺杂后Zr-H_(2)TiO_(3)的BET比表面积(18.16 m^(2)/g)和孔体积(0.0712 cm^(3)/g)均有所增大。溶液pH值增大有利于Li^(+)吸附,当pH=12.15时Zr-H_(2)TiO_(3)的Li^(+)吸附容量为21.66 mg/g,高于H_(2)TiO_(3)的吸附容量(18.79 mg/g)。H_(2)TiO_(3)和Zr-H_(2)TiO_(3)吸附Li^(+)行为符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,吸附反应的ΔH为正,表明吸附过程为吸热反应。

LiCl-NaCl-KCl-H_(2)O溶液体系渗透压的分子动力学模拟

盐湖卤水中含有大量的锂、钾资源,发展卤水的渗透压预测模型和方法,对于资源的综合利用具有重要的指导意义.本文采用分子动力学(MD)方法结合水溶液渗透压模拟(OPAS)技术,研究了LiCl-NaCl-KCl-H_(2)O体系的渗透压模拟方法,计算了298.15 K下体系多种组成和浓度的渗透压,并将计算结果与实验值和Pitzer模型计算值进行了对比.结果显示,模拟计算值与实验值和Pitzer模型计算值渗透压的趋势基本一致,包括同种溶液不同浓度和同浓度不同溶液之间的渗透压关系.该方法可以应用于多元混合物体系对渗透压进行定性和半定量的计算.

MgCl_(2)-CaCl_(2)-H_(2)O体系多温下的体积性质研究

溶液的体积性质是工业生产中常用的控制参数,也是深层海水、盐湖卤水等天然水体系的研究所需要关注的。通过实验测量和Pitzer离子相互作用模型相结合的方法研究了283.15~323.15 K下MgCl_(2)-CaCl_(2)-H_(2)O混合溶液在不同离子强度(I=4.5,9.0,13.5 mol·kg^(-1))下的体积性质,包括混合溶液的密度、表观摩尔体积和超额体积,并用Pitzer离子相互模型拟合了MgCl_(2)-CaCl_(2)-H_(2)O混合溶液的体积参数。模型的密度计算值和实验值的差值均在±4×10^(-3) g·cm^(-3)以内,表明模型的计算值和实验值吻合良好。

基于课程思政的“无机化学”教学创新

文章首先阐述了“无机化学”课程概况,然后分析了“无机化学”教学存在的问题,接着论述了基于课程思政的“无机化学”教学创新,最后说明了基于课程思政的“无机化学”教学创新效果。

玛纳斯湖卤水自然蒸发析盐规律及硼、锂富集规律研究

以ISLEC软件模拟计算了新疆玛纳斯湖晶间卤水20℃自然蒸发的结晶路线,以模拟计算的结果指导在室内进行了自然蒸发实验,得出了与模拟计算一致的玛纳斯湖自然蒸发结晶路线。并研究了蒸发过程中硼、锂等微量元素的富集和分布规律。玛纳斯湖水室内自然蒸发时的结晶路线:①CaSO_(4)·2H_(2)O+NaCl;②CaSO_(4)·2H_(2)O+NaCl+MgSO_(4)·6H_(2)O;③ NaCl+MgSO_(4)·6H_(2)O+KCl(少量)+KCl·MgCl_(2)·6H_(2)O;④NaCl+MgSO_(4)·6H_(2)O+KCl·MgCl_(2)·6H_(2)O+MgCl_(2)·6H_(2)O。ISLEC计算得到的光卤石矿中KCl的品位为14.24%,实验得到的光卤石矿中KCl的品位为10.59%。同时,蒸发过程中硼、锂未以固相形式析出,一直富集于卤水中,至蒸发结束约富集16倍,w(B_(2)O_(3))约为1%,Li^(+)约100 mg/L。依据自然蒸发结果,给出了湖水开发利用的建议,即先经过冬季冻硝脱硫再进行盐田晒卤以获取高品质的光卤石矿。

大柴旦湖底低品位硼矿制取硼砂新工艺研究

据大柴旦湖底低品位硼矿组成特点,设计二次加分解剂、二次过滤制取硼砂工艺,具有硼矿分解率高、副反应少、硼总收率高的特点。