多孔铝化铁——油品精炼和清洁燃煤发电技术用的创新性过滤材料

多孔铝化铁过滤材料的成功研发对优化环境的贡献是巨大的，其两个最大的潜在市场是清洁燃煤发电和石油精炼。经美国政府和工业界数年的共同研发，采用金属粉末烧结技术制成了多孔铝化铁（Fe3 Al）可焊接的无缝管（见图1），使其成为“工业过滤技术历史上最具声望的创新材料之一”。这种材料用于燃煤发电和油品催化精炼既具社会环境效益，也为这两大行业提供巨大的经济效益。

借助球形干燥管进行铝热反应实验

为了提高实验教学的有效性,丰富中学化学实验教学资源,对化学教材上编排的铝和氧化铁反应的实验进行了改进,增补了铝和氧化铜反应的实验。新设计的两个铝热反应实验,选用球形干燥管作反应容器,借助鞭炮引燃铝热剂,利用瓷砖接收反应产生的熔融物。改进后的实验具有很强的安全性、简便性、可视性和观赏性,有利于学生认识铝热反应的原理及其应用。

多孔铝化铁——一种用于清洁燃煤发电的创新材料

煤是世界蕴藏量很大和廉价的矿物燃料,传统的燃煤发电因效率低、污染环境和大量碳排放而受到限制。美国在本世纪初研发的可过滤燃气清洁燃煤IGCC发电技术受到国际、特别是日本的重视。而多孔Fe3Al过滤器的成功研发解决了材料耐高温、抗腐蚀、可焊接、经久耐用、可靠性高的烧结零件难题,为这一先进技术创造了推广应用条件。

利用盐酸酸洗废液制备聚合氯化铁铝混凝剂的研究

以盐酸酸洗废液为主要原料,通过添加少量的铝酸钙粉,经氧化、酸溶、聚合、稳定过程制备了无机高分子复合混凝剂——聚合氯化铁铝(PFAC),分析了制备PFAC的优化条件,探讨了稳定剂种类和投量对PFAC稳定性的影响,同时考察了该混凝剂对生活污水的净化效果。结果表明,PFAC的最佳制备条件为:反应时间为2 h,反应温度为65℃,铝酸钙粉投量为25 g/300 mL;以磷酸钠为稳定剂,当其投量以S/M(稳定剂与铁和铝的物质的量之比)=0.1时PFAC可稳定存放150 d以上;与PAC、FeCl3相比,PFAC对浊度、COD和氨氮的去除效果较好,但对总磷的去除效果相对较差。

以废酸、废碱液制备聚合氯化铁铝的实验研究

以钢厂含铁废酸和铝加工业含铝废碱及废铁屑为原料制备聚合氯化铁铝(PFAC)。实验研究了废铁屑加入量等因素对Fe2+溶出率的影响,同时研究了Fe2+的氧化条件。结果表明,在25℃、反应时间为15～20 min、氧化剂氯酸钠加入量等于化学计量值时,Fe2+氧化率可达98.7%以上。用废碱液调整盐基度,PFAC盐基度为20%时,对活性蓝P-3R水溶液的A590去除率可达99.8%;并对PFAC样品进行了红外光谱表征。

稳定剂对聚合氯化铁铝(PFAC)特性的影响

以盐酸酸洗废液为主要原料,添加少量的铝酸钙粉,经氧化、酸溶、聚合、稳定过程,制备聚合氯化铁铝(PFAC)无机高分子复合混凝剂.利用Ferron逐时络合比色法、微电泳技术和超滤法研究磷酸钠稳定剂对PFAC形态分布、电动特性和相对分子质量分布的影响.结果表明:磷酸钠的引入,使PFAC中Fe()的某些水解形态发生了较大变化,单体Fe(a)减少,中间多核羟基络合物Fe(b)和高聚物Fe(c)均增加,而Fe()的各水解形态与磷酸根的络合作用又阻滞了大量高聚物Fe(c)的生成,使PFAC具有更好的稳定性;磷酸钠的引入,使PFAC的Zeta电位略有提高,PFAC的表观相对分子质量明显增大,表现为加磷酸钠的PFAC具有更优的混凝效能.

新型聚硅氯化铁铝絮凝剂的制备及性能

以二甲基二氯硅烷为硅源，与氯化铁、氯化铝聚合制得新型的聚硅氯化铁铝（PSFAC）絮凝剂，考察了制备条件及PSFAC对含油废水和药厂废水的絮凝效果。制备PSFAC的最佳条件：nFc：nAl为0．4,nSi：n（Al＋Fe）为0．1，碱化度为2．0，C（Al,Fe）、为0．1mol／L，熟化时间为1-2d。当PSFAC加入量为10mg／L时，对含油废水、药厂废水的浊度去除率分别为84％和86％。PSFAC具有加入量少、沉降速度快、适用的pH范围较宽等优点。

聚合氯化铁铝应用于城市污水一级处理试验研究

以济南市水质净化一厂初沉池进水为试验水样,在设定的反应条件下,以浊度、COD、TP、TN、NH3-N等为测定指标,做了大量的烧杯搅拌试验,综合分析了聚合氯化铁铝(PFAC)的处理效果。试验结果显示其最佳投药量为25mg/L左右,去除率浊度在90%以上、COD70%～90%、TP70%～95%左右、TN、NH3-N分别在30%和15%左右。

利用硫铁矿渣制备聚合氯化铁铝净水剂

利用硫铁矿渣和盐酸反应制备水处理剂聚合氯化铁铝。本文提供了合理的生产工艺和生产条件。

以DMCS为硅源的新型聚硅氯化铁铝的形态分布与混凝性能

采用二甲基二氯硅烷(DMCS)为硅源,与氯化铁、氯化铝聚合制备新型聚硅氯化铁铝絮凝剂(PAFSC)。其形态分布和处理含藻水的混凝性能结果表明,该混凝剂的最优技术指标为n_(Fe)/n_(Al)=0.4,n_(Si)/n_((Al+Fe))=0.1,碱化度B=1.5,C_((Al+Fe))=0.1 mol/L,pH=2.898,熟化时间为24h的条件下,有效成分Fe_b、Al_b的含量最高,絮凝效果最好,PAFSC对浊度的净化效率可达98.6%。研究表明,二甲基二氯硅烷会产生很强的协同效应,使无机高分子絮凝剂PAFSC有效成分高,絮凝效果好。

高稳定性聚硅酸氯化铁铝的制备及絮凝性能研究

以水玻璃,氯化铁和氯化铝为原料研究制备了高稳定性聚硅酸氯化铁铝(PAFSC)。实验结果表明,其最佳制备条件为:水玻璃浓度为0.97 mol/L,三价铁离子与三价铝离子的摩尔比为1∶2,三价铁离子和三价铝离子与二氧化硅的摩尔比为(1+2)∶2,活化pH值为2.0,室温活化时间为4h。用此法制备的聚硅酸氯化铁铝可稳定存放12个月以上,并对油田废水、洗煤废水、烟草工业及生废水都具有良好的絮凝净化效果。

细粉对气雾化铁硅铝软磁粉芯磁性能的影响

采用环氧树脂/氧化硅复合绝缘工艺制备了细粉含量不同的气雾化铁硅铝粉芯,研究了细粉对粉芯磁性能的影响规律。分析发现,磁粉表面生成了质量良好的绝缘层,有效限制了粉芯内部的涡流,使得粉芯的有效磁导率具有较好的频率稳定性。适量添加细粉有助于提升粉芯密度,降低有效退磁场,从而使粉芯的有效磁导率上升,损耗下降,但同时也造成直流偏置性能降低。而细粉的过量添加会造成粉芯密度下降,有效退磁场增大,从而导致有效磁导率与损耗的恶化,不利于粉芯磁性能的提高。通过基于Bertotti模型的损耗分离研究,发现:粉芯在120 kHz内的磁滞损耗远高于涡流损耗;随细粉含量的增多,磁滞损耗呈现与总损耗相同的先下降再升高的变化趋势,而涡流损耗则持续降低。这说明添加细粉有效抑制了粉芯的涡流损耗,在粉芯目前常用的百kHz频率范围内,其损耗主要由基于有效退磁场的磁滞机制所决定。

聚合氯化铁铝的制备及其对印染废水处理的应用研究

以酸洗废液和氯酸钙粉为原料,采用氧化聚合法制备出聚合氯化铁铝(PFAC)絮凝剂,并用PFAC处理分别处理含有分散蓝106和酸性大红GR的印染废水,考察各因素对去除效果的影响。实验结果表明:染料的去除率主要受PFAC的投加量和初始pH的影响;PFAC处理分散蓝106的能力强于处理酸性大红GR,并且对分散蓝106和酸性大红GR的最佳投加量及温度分别为260 mg/L、20℃,最佳初始pH分别为7、6,对应的最佳去除率分别为98.5%、75.7%,单位质量的PFAC对分散蓝106和酸性大红GR的去除量分别为1.32 mg/mg、0.62 mg/mg。

利用废铝泥制备聚合氯化铁铝的工艺研究

本文研究了盐酸溶液浸出废铝泥的工艺,将浸出液与聚氯化铁充分混合、熟化后,可制得稳定性较好、混凝效果强的聚合氯化铁铝无机高分子混凝剂。考察了浸出工艺的可行性,并确定该工艺的最佳浸出工艺参数。结果表明,在搅拌速度250r·min^(-1)、液固质量比1.5∶1、浸出剂盐酸浓度25.12%、反应温度60℃、反应时间1.5h的条件下,废铝泥中铝的浸出率可达99.05%。

铁铝盐基离子对土壤中水溶性氟环境效应的影响

氧化物或粘土矿物可吸附氟离子,但磷酸根离子与氟离子存在竞争吸附效应,造成氟的环境存在量、存在形态及生物效应更加复杂,影响了环境中氟污染的治理。试验选用典型贵州黄壤和石灰土,通过向模拟高氟污染土壤中添加铁铝盐基离子和磷酸盐,采用两因素最优设计,研究外源物质对土壤中水溶性氟的影响。结果表明,FeCl3.6H2O或AlCl3.6H2O都能降低土壤中水溶性氟,而KH2PO4使土壤中水溶性氟增加,对黄壤和石灰土中水溶性氟影响效果大小依次为FeCl3.6H2O(AlCl3.6H2O)、KH2PO4。同时表明,采用铁铝盐基离子改变黄壤性质,达到降氟效果仍有很大潜力,而石灰土环境在高添加铁铝盐基离子水平下继续添加FeCl3.6H2O或AlCl3.6H2O降低土壤中水溶性氟的作用较弱。从土壤pH看,黄壤水溶性氟受试验因子影响复杂,土壤pH低水溶性氟不一定低,pH在4～6时,氟元素的形态及有效性尤其复杂,而石灰土中水溶性氟基本随pH降低而降低。

亚热带退化森林不同恢复方式对土壤团聚体胶结物质及稳定性的影响

退化森林的恢复一直是林业和生态学研究的热点。良好的森林土壤结构有助于林木生长发育,作为土壤最基本的结构单元,土壤团聚体组成和稳定性是衡量土壤肥力和质量的重要指标,其团聚结构的形成依靠土壤胶结物质。然而,土壤胶结物质与团聚体稳定性之间的关系尚不确定。为探明亚热带退化森林的不同恢复方式对团聚体稳定性的影响及其潜在机制,以自然恢复的次生林为对照(CK),选取了亚热带三种常见的人工林:一代杉木林(P1)、二代杉木林(P2)和黄山松林(P3),测定土壤团聚体稳定性及其胶结物质的含量,并分析了各胶结物质对团聚体稳定性的影响。研究发现:不同森林恢复方式显著影响了土壤pH值、碳氮比、速效磷含量、团聚体的组成和稳定性。所有森林类型中,三种人工林的团聚体稳定性显著高于CK,P2的大团聚体所占比例最大,团聚体稳定性最高。恢复方式显著影响了土壤游离氧化铁含量、菌根密度和易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EEG)含量。团聚体稳定性与游离氧化铁含量、菌根密度呈正相关,但与EEG含量呈负相关。研究结果表明,亚热带退化森林的人工恢复比自然恢复更有助于增强土壤团聚体稳定性,土壤游离氧化铁、菌根密度和EEG是显著影响团聚体稳定性的胶结物质。

Fe_3Al金属间化合物强韧化研究进展

Ｆｅ３Ａｌ基合金作为一种金属间化合物新型结构材料越来越引起人们的重视，极有可能在许多场合得到应用。但是Ｆｅ３Ａｌ合金室温时的低塑性和低的断裂抗力以及高于６００℃时强度的急剧下降妨碍了它的工程应用，本文主要综述近几年来Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物机械性能方面的研究情况。

金属间化合物FeAl超塑性变形中小角度晶界的迁移

利用透射电子显微镜弱束成像技术研究了金属间化合物ＦｅＡｌ超塑性变形后的位错组态，发现一种由［１００］位错和［０１０］位错构成的倾侧小角度晶界，该晶界做了一定的迁移运动而形成一系列台阶，本文讨论了该晶界的台阶形成机制及其对ＦｅＡｌ金属间化合物超塑性变形的贡献。

Fe—40Al及其含Mn或Ti合金的Mossbauer谱

用Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱研究了Ｂ２结构金属间化合物Ｆｅ－４０Ａｌ及其加Ｍｎ或Ｔｉ量分别为１，５，１０ａｔ．－％的合金．在室温下，Ｆｅ－４０Ａｌ及其合金的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱均接近单峰谱线，Ｆｅ原子无明显磁矩对加入第三组元的Ｆｅ—４０Ａｌ合金的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱用最小二乘法拟合为两条洛仑兹曲线之和，认为Ｍｎ原子既占据Ｆｅ原子位置，也占据Ａｌ原子位置；而Ｔｉ原子优先占据Ｆｅ原子位置，超过５ａｔ．－％时，才有少量Ｔｉ原子占据Ａｌ原子位置．