六水铝酸三钙(C_3AH_6)与CO_2反应的研究

为了阐述C3AH6与CO2反应的机理,应用X线衍射和pH酸度分析等方法,对C3AH6与CO2反应的影响因素、反应过程及其产物进行研究;结合C3AH6和CO2在水体系中反应时溶液pH的变化规律,提出C3AH6与CO2在水中的反应机理。研究结果表明:在空气和乙醇介质中,C3AH6与CO2的反应十分缓慢;但以水作为反应介质时,C3AH6与CO2的反应显著加快,其产物为CaCO3,Al(OH)3和H2O,且随着反应温度和CO2体积分数的增加以及反应时间的延长,反应率增加;在温度为75℃,CO2体积分数为100%的条件下反应80 min,反应率可达到97.76%;C3AH6与CO2在反应初期主要取决于C3AH6的水化作用,而在反应后期主要取决于H2CO3的电离作用;在水介质中,通入CO2回收C3AH6中的氧化铝是可行的。

CaCO_3在铝酸钠溶液中的反苛化作用

在热力学计算的基础上,研究CaCO3在铝酸钠溶液体系中发生反苛化反应的规律。热力学计算表明,低温条件下,CaCO3与游离苛性碱形成Ca(OH)2的反苛化程度较小,而其与Al(OH)4-形成3CaO.Al2O3.6H2O(C3AH6)的反苛化反应显著。CaCO3在纯NaOH溶液中反苛化反应的反应率小于5%,而在铝酸钠溶液中其反苛化率可达50%以上,说明Al(OH)4-对CaCO3的反苛化具有显著的促进作用;CaCO3的反苛化率随温度的升高而升高,随铝酸钠溶液苛性比αk的升高呈先升高后降低的规律,当αk为3时,出现极大值;常压条件下,CaCO3在铝酸钠溶液中发生反苛化反应形成C3AH6,而造成氧化铝损失。

铝酸三钙对氨氮的高效去除及机制研究

利用铝酸三钙(C3A)去除废水中的氨氮。通过批量去除实验,考察了反应时间、初始氨氮浓度、C3A投加量、温度等条件对C3A去除氨氮能力的影响。采用XRD、FT-IR及SEM对C3A和反应产物进行了结构表征。结果表明在298K时C3A对氨氮的最大去除量为155.4 mg·g-1,氨氮是通过与C3A水化过程中产生的OH-及Al(OH)-4发生中和反应被去除,产物为CaAl-Cl-LDH。本文表明C3A是一种有效的氨氮去除剂,为水泥基材料对水体污染物的去除过程及机理提供了新的认识。

石膏与聚羧酸对C_3A水化进程及产物组成的影响

研究了石膏、聚羧酸减水剂对固相法制备的铝酸三钙(C3A)水化反应的影响。结果表明,纯水条件下,C3A水化产物为C3AH6,水化放热总量约为879.99J/g,水化反应2h时放热量达到最大;石膏加入后会使体系水化放热时间延长,同时会改变C3A水化产物组成:石膏加入量较小时,水化产物主要为AFm;石膏过量时,水化产物只有AFt;聚羧酸减水剂的加入也会延缓C3A水化反应,且在同一反应龄期内,随着聚羧酸减水剂掺量的增大,C3A的水化程度呈降低趋势。利用电导率进行测试,可以发现聚羧酸减水剂的加入会降低液相中钙离子浓度,从而延缓了C3A的水化。

原位即时合成ZnAl-LDH法对Zn^2＋的去除机制

利用水泥基材料铝酸三钙(C3A)水化过程中可形成层状双羟基氢氧化物(LDHs)的特性,研究了C3A对水溶液中Zn2+的去除效果及机制,并探索了pH、温度对Zn2+去除效果的影响.结果表明,室温下,未调节溶液pH时,C3A对废水中Zn2+的最大去除量可达13.7 mmol·g-1;此外,C3A对Zn2+的去除量随反应时间及Zn2+初始浓度的增加而增大,随后去除量不再变化;在pH值为3—7时,C3A对Zn2+的去除量随pH的升高而增加;在25—35℃范围内Zn2+的去除量随温度的升高而增加,在35-55℃范围内Zn2+的去除量随温度的升高反而下降.采用X射线衍射(XRD)、红外(FT-IR)及扫描电镜(SEM)等微观分析手段表明反应固体产物为Zn Al-LDH.结合反应平衡后溶液组分分析表明,原位即时形成的Zn Al-LDH是通过C3A水化过程中形成的Ca Al-LDH与Zn2+发生阳离子交换反应与共沉淀反应协同所致.

新型锌基层状双氢氧化物的原位合成及其机制

铝酸三钙(C3A)水化过程中可形成钙铝层状双氢氧化物(CaAl-layered double hydroxide,CaAl-LDH),利用该特性,将C3A投加至含锌溶液中,通过调节初始Zn2+浓度、反应时间及温度等条件原位即时合成了锌基层状双氢氧化物(ZnAl-LDH),并以XRD、FT-IR、SEM等手段对产物结构、形貌进行表征。结果表明,14mmol·L-1初始Zn2+浓度,2.5h反应时间和35℃反应温度为最佳的合成条件,此时产物ZnAl-LDH层间距为0.89nm,Zn2+负载量为13.73mmol·-1。本文结合合成过程中溶液组分的变化情况,初步探究了ZnAl-LDH原位即时形成机制,主要是C3A水化产物CaAl-LDH与Zn2+发生阳离子交换,以及自身溶解出的Al(OH)-4与Zn2+协同共沉淀。