高铁酸钾碱性反应体系改性裂解炭黑及其反应液的回收利用

开发了基于高铁酸钾碱性反应体系的裂解炭黑(CBP)高效的除杂改性技术,该体系对裂解炭黑具有去灰分、提升表面活性的双重效果;利用次氯酸钠与高铁酸钾的氧化还原反应,同步建立废液中高铁酸根离子再生和循环利用的回收途径。系统考察了该体系中高铁酸钾和氢氧化钠配比对裂解炭黑改性效果的影响。实验确定了K2FeO4与NaOH的最佳配比(质量比)为1∶1,在此配比下,裂解炭黑灰分含量从17.37%降至0.95%,水分散液的Zeta电位从-14 mV减小到-25 mV,改性后的裂解炭黑能够在水中稳定分散,这为裂解炭黑在天然胶乳中的应用提供了条件。最后探索了反应液循环回收利用的可行性,研究表明,反应液经过7次循环利用后,改性裂解炭黑的效果与首次构建的高铁酸钾碱性反应体系改性效果大致相同。

掺杂钴/铁的竹浆黑液活性炭去除印染废水中的孔雀石绿染料研究

金属有机骨架(MOF)具有较高的比表面积和优良的催化性能,在印染废水中染料的吸附和降解领域具有广阔的应用前景。近年来,基于双金属MOF催化过硫酸氢钾(PMS)降解印染废水已成为去除孔雀石绿(MG)的一种日益流行的方法。得益于发达的孔隙结构和与MOF的协同作用,活性炭(AC)不仅为MOF的负载提供了稳定的载体,而且还可为印染废水的缓冲物,促进MG的去除。采用水热法在竹浆黑液(BPBL)衍生的竹浆黑液活性炭上成功锚定了一种钴铁双金属有机框架(CoFe-MOF),然后通过高温热解获得了负载钴铁单质和氧化物的活性炭(CoFe/AC)。结果表明,CoFe/AC在28 min时对MG的催化降解效率达到98.9%。Co与Fe的协同作用有效提高了CoFe/AC对MG的降解效率。双金属MOF与AC的结合为MG的去除提供了一种新的途径。

由稻壳灰制备活性炭的工艺及应用研究

对利用稻壳灰与碱反应制备活性炭、水玻璃及白炭黑的工艺条件进行了研究 ,通过单因素实验和正交实验 ,筛选出了反应的最佳工艺条件 :稻壳灰与KOH配比为 1∶0 .2 2 ,反应时间 4h ,反应压力 0 .6MPa。在此条件下二氧化硅的溶出率为 95 % ,硅酸钾的模数为 2 .8～ 3.2 ,白炭黑的白度在 90 %以上。提出了提高产品质量的有效方法 ,对产品的应用性能也作了分析。实验结果表明采用炭化稻壳为原料生产的活性炭、白炭黑及水玻璃质量完全达到了相应的国家标准 。

由富钾岩石合成沸石的母液提取碳酸钾和白炭黑的实验研究

实验结果表明 ,钾盐的提取率可以达到原精矿中钾含量的 73%。富钾岩石综合利用的研究 ,有效地开发利用了我国丰富的不溶性钾矿资源 ,工艺的可行性良好 ,有着广泛的应用前景。

皖西霞石正长岩合成沸石分子筛及提钾的实验研究

合成沸石因具有优异的吸附及离子交换性能而备受关注。本实验以皖西地区霞石正长岩为主要原料 ,成功地合成了 13 X型沸石分子筛 ,母液经蒸发、分离 ,制得了白炭黑及碳酸钾 ,表明霞石正长岩具有巨大的潜在综合利用价值。合成沸石、白炭黑和碳酸钾的成分、结构及性能分析表明 ,3种产品均达到了国家或化工行业标准。基于此 。

海相碳酸盐台地含钾层段旋回地层学响应和识别——以川中广安地区三叠系为例

识别海相碳酸盐岩台地深部的成盐聚钾层段,主要依靠测井解译和钻井取芯验证。连续沉积的碳酸盐岩台地具有旋回性,记录着海相碳酸盐岩随古海平面旋回变化的信息。因此,利用测井数据模拟台地高频沉积旋回叠加样式,反演古海平面旋回,寻找海退地层序列的低水位沉积体系,进而快速锁定成盐聚钾层段的方法值得探索。文中以四川盆地川中广安地区三叠系为例,以等间距连续测量的自然伽马测井数据为对象,运用数值模拟技术,有效识别了三叠纪沉积时期的高频沉积旋回,并根据高频沉积旋回的累积厚度偏差变化,反演了古海平面的变化趋势,判断广安地区嘉陵江组5段至雷口坡组1段第1亚段沉积期,相对海平面长期处于较低水位,是最有利的成盐聚钾期,这与基于钻井岩芯划分的富钾层段极为吻合,表明这种方法能够有效识别碳酸盐岩台地含钾层段。

碳酸盐岩高频层序定量分析技术及其应用

作为重点研究对象的碳酸盐岩台地区,国内外高频层序数值分析研究极少,主要原因是岩性、岩相复杂,难于提取反映基准面变化的指标。近年来发现自然伽马能谱钍钾比指标较好地反映开阔海相碳酸盐岩台地沉积基准面变化,密度指标较好地反映碳酸盐岩蒸发台地内部沉积基准面变化,得到大量井区岩电对应关系和露头仪器实测数据的证实。应用钍钾比、密度等指标的开窗口傅立叶分析、小波分析等方法,对川东渝北下三叠统飞仙关组和塔里木盆地英买力地区奥陶系碳酸盐岩进行了高频层序定量分析,提高了研究区层序相序级构特征、划分与对比等方面的研究精度。

含钾岩石微生物转化的分子机制及其碳汇效应

岩石矿物的微生物风化是地球表层系统最为活跃和普遍发生的地质营力之一。微生物对含钾岩石(以硅酸盐矿物为主)的风化能够释放其中的钾、硅和钙等元素,并在合适的环境条件下促进矿物元素的碳酸化沉淀,这是地表元素地球化学循环的重要环节之一。微生物对岩石的生物转化作用既涉及微生物的生长繁殖和代谢调控,也与元素的迁移转化和次生矿物的演化序列有关,具有重要研究价值。采用矿物学、微生物学和分子生物学等相结合的研究方法,有助于系统地研究微生物促进含钾硅酸盐矿物的风化并耦联碳酸化过程及其分子调控机制。研究证实,在纯培养条件下,微生物风化含钾矿物主要采用酸解、螯合、氧化还原等多种方式的协同作用,并可通过调控相关功能基因的表达来响应缺钾的环境以实现其对含钾矿物的有效风化,显然这有赖于微生物通过长期进化而形成的精细的分子调控机制。在土壤生态环境中,微生物对矿物风化的显著特征是该生态环境中微生物群落协同互作的群体作用效应。微生物碳酸酐酶参与的硅酸盐矿物风化伴随碳酸盐矿物的形成过程可能是个长期被忽视的地表碳增汇过程,对该问题的深入探索有助于进一步理解地质演化历史中微生物对碳素迁移转化的驱动机制。加入含钾硅酸盐矿粉的有机肥已经显示出其在土壤改良、作物生长和增加土壤碳汇等方面的正面应用效果,这为利用硅酸盐矿物的生物风化作用来延缓大气CO2浓度的持续升高提供了新的思路。介绍了有关微生物对含钾岩石生物转化释放钾素的分子机理及其碳汇效应方面的研究进展,以期抛砖引玉,推动该领域研究的快速发展。

钾及其化合物对黑液水煤浆催化气化的作用

对黑液水煤浆(由造纸黑液(废液)和煤制成)、水煤浆进行了等温和不等温热重试验,发现在1 200℃下,黑液水煤浆焦的转化率较高,气化活性比水煤浆焦提高了68.8%;黑液水煤浆焦的霞石衍射峰值比水煤浆焦高出22.5%;通过计算得到黑液水煤浆焦的活化能为125.44 kJ/mol,反应级数约为0.5,添加催化剂碳酸钾后煤焦的活化能比没有添加的下降了近40%。

重铬酸钾氧化法用于黑碳分析的条件探讨

以实验室制备的黑碳为对象,对重铬酸钾氧化法测定黑碳的主要测定条件进行了比较研究。结果表明:重铬酸钾氧化法用于生物体来源的黑碳测定条件为重铬酸钾溶液浓度0.5mol/L、重铬酸钾溶液与浓硫酸的体积比1∶1,氧化时间5h。

镍(Ⅳ)引发甲基丙烯酸甲酯在碳黑表面接枝共聚合反应的研究

以二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)钾为氧化剂,碳黑表面的活性羟基为还原剂,组成氧化还原引发体系,于碱性介质中,在碳黑表面引发甲基丙烯酸甲酯接枝共聚合.测定了各种因素对接枝参数的影响,获得了最佳反应条件,得到了高接枝效率的接枝共聚物.通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对接枝共聚物结构进行了表征,用分光光度计法考察了接枝碳黑在水介质中的分散效果,并探讨了引发机理.

曲面优化高铁酸钾与活性炭协同修复黑臭水体

以某小型封闭黑臭水体为对象,研究了高铁酸钾(K2FeO4)与粒状活性炭(GAC)协同强化混凝修复黑臭水体的最佳工艺参数和处理效果。采用响应曲面法建立了以氨氮(NH3-N)和化学需氧量(COD)的去除率为响应值的二次回归模型,对两者协同作用时K2FeO4投加量、预氧化时间、GAC的投加量和pH值4个影响因子进行优化。结果表明:回归模型极其显著,对NH3-N去除效果的影响显著程度排序为:K2FeO4投加量> pH> GAC投加量> K2FeO4预氧化时间;对COD去除效果的影响显著程度排序:GAC投加量> K2FeO4投加量> pH> K2FeO4预氧化时间。K2FeO4最佳投加量1. 036 mg/L,最佳预氧化时间10. 159 min,GAC最佳投加量16. 152 mg/L,最佳pH值7. 362,此时NH3-N和COD的去除率分别达到了85. 500%和69. 262%。模型预测值与实验验证结果的实际误差小于5%。

亚铁氰化钾修饰碳黑微电极测定抗坏血酸

研究了抗坏血酸(AA)在亚铁氰化钾修饰碳黑微电极上的电化学行为。实验结果表明,在pH7．0的磷酸盐中,AA在该电极上的线性范围为2．0×10-6-4．0×10-3mol／L;检出限(3σ)为1．0×10-6mol／L。用这种电极测定抗坏血酸的含量,结果满意。

水云母页岩低温全湿法制取氟硅酸钾及副产白炭黑试验研究

采用全湿法硫酸—氟硅酸体系在105℃低温浸出贵州福泉某地水云母页岩,钾浸出率达95.62%,浸出液加入氟硅酸沉钾,钾回收率达95.47%,最终钾总回收率达90%以上,氟硅酸钾产品K2SiF6质量分数达98%以上。硫酸—氟硅酸体系浸出过程中产生的SiF4气体经吸收瓶吸收,得到白炭黑沉淀物和可循环利用的氟硅酸溶液,能大大降低生产成本。

K_2O对Pt/γ-Al_2O_3上CO选择性氧化反应的助催效应

采用等体积浸渍法制备Pt/γ-Al2O3催化剂,通过添加K2O考察其对改善富氢气氛中CO选择性氧化性能的影响。结果表明,当加入K2O的质量分数为0.034,且采取在负载Pt后再添加的方式时,可显著改善催化剂的低温活性,在120°C时CO转化率可达90%。降低富氢气中CO浓度有助于提高CO转化率。O2/CO增加也可提高CO转化率,但O2/CO的增加并不能提高CO氧化的选择性。为了同时得到CO高转化率和CO氧化高选择性,O2/CO(V∶V)为1.0～1.8。用BET、XRD和CO-TPD等表征方法说明了K2O的助催效应。

利用KNO_3生产中的废酸制备活性白炭黑

直接法生产硝酸钾过程中产生大量含钾废酸，若不回收利用，将严重影响硝酸的生产．本文介绍了一种利用含钾废酸生产活性白炭黑的方法，既变废为宝，又降低了活性白炭黑的生产成本．

烟火药在定容条件下的爆燃p-t曲线仿真

通用的非线性显式动力学软件没有适用于模拟火工作动装置内烟火药作用过程的数学模型,导致动力学仿真只能采用多软件联合仿真。为简化仿真流程,采用MSC.Dytran软件新增的爆燃状态方程模拟烟火药在定容条件下的压力-时间历程(p-t曲线)。为验证仿真方法的适用性和准确性,进行了燃速较慢的炭黑/硝酸钾和燃速较快的铝/高氯酸钾两种烟火药的仿真和试验。对比分析了仿真结果与密闭爆发器试验结果在压力上升到半峰值(0.5pm)和到达压力全峰值(pm)两个时刻的时间差以及pm的相对误差。结果表明,炭黑/硝酸钾压力上升到0.5pm时,仿真结果和试验结果的时间差为0.03 ms,到达pm时的时间差为0.3 ms,pm的相对误差为7.4%~10%;与此相对应,铝/高氯酸钾在这两个压力点处的时间差分别为0.02 ms和0.1 ms,pm的相对误差在4%~6.3%。说明使用MSC.Dytran中的爆燃状态方程进行烟火药的p-t曲线仿真具有较好的准确性和适用性。

钾系添加剂促进磷矿碳热还原的可行性研究

通过实验模拟电炉法黄磷生产,以磷转化率为指标,研究掺杂钾系物质对磷矿碳热还原的影响。利用热力学分析Ca_3(PO_4)_2分别与无烟煤和石墨的碳热还原反应,结果表明炭活性将影响反应发生的条件;分别添加KCl、K_2CO_3、K_2SO_4、KOH,通过改变温度、反应时间、添加量,考察得到磷转化率与三因素的关系为正相关,其中K_2SO_4促进效果较好;最佳工艺条件分别为碳过量系数δ=1. 5,酸度值M=0. 71,温度T=1400℃,反应时间120 min,K_2SO_4添加量为3. 0%,此时磷转化率达93. 43%;由化学反应动力学分析得,添加K_2SO_4反应体系活化能为123. 94 kJ·mol^(-1),无添加体系为162. 38 k J·mol^(-1),反应活化能显著降低。

炭黑与一维填料协同补强氟橡胶

选取了钛酸钾晶须(PTW)和碳纳米管(CNTs)两种一维填料分别与炭黑(N990)协同补强氟橡胶,同时探究了硅烷偶联剂KH550对填料并用体系性能的影响,并系统地研究协同补强机理。结果表明:无论是高温还是常温条件下,N990、PTW和CNTs均能提升氟橡胶(FKM)的力学性能,其中CNTs对FKM的力学性能提升更明显,而N990和PTW使FKM具有较好的压缩永久变形性能;KH550的加入有利于N990/PTW/FKM体系中填料的分散,使其力学性能大幅增加,表现出较强的协同效应,同时保持了较好的压缩永久变形性能;N990/CNTs/FKM同样表现出较强的协同效应,但其压缩永久变形性能下降。

氟化钾生产工艺研究

研究了生产氟化钾的一种新工艺，即采用氢氧化钾溶液碱解氟硅酸，分离得到二氧化硅软膏和氟化钾溶液。白炭黑软膏经洗涤干燥后得白炭黑产品；氟化钾溶液经沉降、浓缩至氟化钾质量分数为48％-50％后，在一定温度下，经喷雾干燥得白色粉末状、极易溶解的高活性氟化钾。所得氟化钾比表面积在1．2—1．3m^2／g，表观密度为0．3—0．4g／cm^3。采用该工艺生产氟化钾，具有成本低，环境污染小，产品质量好，工艺合理，设备先进等优点，并且避免传统工艺浓缩结晶得到的氟化钾比表面积低、活性小的缺点。