新标09CrCuSb耐酸钢的耐50%H_(2)SO_(4)腐蚀性能

通过电化学测试和全浸腐蚀试验,研究了不同温度(25,50,60,70℃)条件下新标09CrCuSb耐酸钢在50%H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着温度从25℃升至70℃,新标09CrCuSb钢的腐蚀速率整体呈现增大趋势,在70℃时,腐蚀速率达到最高,为2.70 g/(m^(2)·h),这与随温度升高,腐蚀产物中具有保护性作用的Fe_(3)O_(4)含量减少,无保护作用的FeSO_(4)·H_(2)O含量增加以及锈层中微孔变化有关。另外,由于新标调整了09CrCuSb钢中Cu、Mo、Sn、Sb、W等元素的含量,与旧标09CrCuSb钢相比,阳极维钝电流密度J维钝降低,同等温度条件下,新标09CrCuSb钢的耐蚀性得到较大改善。

H_(2)SO_(4)-Fe_(2)(SO_(4))_(3)浸出铜精矿过程中铁形态转化研究

H_(2)SO_(4)-Fe_(2)(SO_(4))_(3)浸出体系因其具有成本低、腐蚀性较低等特点,被广泛应用于铜精矿的浸出。由于溶液中Fe的形态变化决定着浸出工艺的经济效益,因此针对浸出液中不同条件下的铁形态进行了研究。研究表明,Fe^(3+)与Fe^(2+)之间的转化主要涉及电子转移,不会改变H^(+)浓度;当浸出液pH值达到2时,会产生大量黄钾铁矾沉淀,并夹杂着质量分数为1.0%的Cu和质量分数为0.5%的Zn;当浸出液中Fe^(2+)质量浓度超过46.5 g/L时,在常温下会产生FeSO_(4)·7H_(2)O结晶,并夹杂着质量分数为1.9%的Cu和质量分数为1.0%的Zn。

三嗪基Gemini表面活性剂在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)中对45#碳钢的缓蚀性能研究

以三聚氯氰、正己胺/正辛胺/十二胺、乙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同疏水链长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(m)-2-C_(m)(m=6,8,12),并通过傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、高分辨质谱(ESI-MS)对其结构进行了表征。采用表面张力法研究合成的3种不同疏水链长的三嗪基Gemini表面活性剂(C_(6)-2-C_(6),C_(8)-2-C_(8)和C_(12)-2-C_(12))的表面活性;采用静态失重法、电化学阻抗、动电位极化和量子化学方法研究其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对45^(#)碳钢的缓蚀性能。结果表明,随着疏水链碳数从6增加到12,3种三嗪基Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(C_(m)c)从0.059 mmol/L降低到0.013 mmol/L,pc_(20)值从1.23增加到1.89;电化学阻抗结果表明,同一浓度下,缓蚀率随疏水链亚甲基数目的增加而增加,在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,对碳钢均有较好的缓蚀性能,当C_(12)-2-C_(12)浓度为0.2 mmol/L时,其对45^(#)碳钢的缓蚀率可达95.03%;动电位极化结果表明,3种表面活性剂都是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。量子化学计算结果表明3种三嗪基Gemini表面活性剂可以有效地吸附在碳钢表面。

热扩散电镀线ZnSO_(4)/H_(2)SO_(4)替代磷化清洗工艺对钢丝性能的影响

钢帘线生产电镀工序中,为避免含磷废水的产生及排放,以ZnSO_(4)/H_(2)SO_(4)代替磷酸清洗钢丝表面ZnO,并跟踪此工艺下的镀铜钢丝的性能及流转至后道的拉拔捻制情况。结果表明,硫酸锌清洗工艺下得到的电镀钢丝表面ZnO可以达到常规磷酸清洗水平;湿拉合股工序钢丝的拉拔捻制情况与常规磷酸清洗钢丝相比并无降低;合股后对比两种清洗工艺帘线不同胶料硫化试验的粘合抽出力,整体结果说明ZnSO_(4)/H_(2)SO_(4)清洗钢丝帘线粘合抽出力不低于磷酸清洗工艺帘线粘合抽出力,且可以适应多种胶料配方。另外此清洗工艺不产生工业废水,清洗后的ZnSO_(4)/H_(2)SO_(4)溶液通过调节槽流至镀锌槽回收利用,成本低廉环保。

NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程及其热力学与动力学性能

通过热重-差热分析仪(TG/DTA)测试了NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的升温脱水过程,并对其脱水过程进行热力学和动力学分析。结果表明,NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的脱水过程分为2步,第1次脱去9个水分子,形成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·3H_(2)O;第2次脱去剩余的3个水分子,形成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)。热力学分析NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程中,脱落的液态水分子随即气化。动力学分析NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程,脱去9个水分子的反应活化能为93.53 kJ/mol,脱去3个水分子的反应活化能为118.7 kJ/mol。

绿色催化剂Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O合成乙酸乙酯

酯化反应是高中非常重要的实验,但是浓硫酸作为催化剂存在危险性高、副产物多、环境污染性强等缺点,将常见、便宜、低毒性、具有高效催化效率的Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O作为催化剂,利用无水乙醇和冰醋酸合成乙酸乙酯,反应结束后,Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O通过简单过滤即可回收利用,适合应用于中学课堂实验中。

H_(2)SO_(4)/GA混合液应用于除盐水系统反渗透膜化学清洗总结

针对除盐水系统浓水反渗透装置硅酸垢难以清洗的问题,采用H_(2)SO_(4)/GA(没食子酸)混合液进行化学清洗,可以有效降低反渗透膜中聚合硅的含量。随着H_(2)SO_(4)/GA混合液中GA含量的增加,反渗透膜中聚合硅的含量呈降低趋势。从经济性和清洗效果两个方面考虑,当GA质量分数为7.5%时,清洗效果达到临界状态,聚合硅的最大去除率可达70%,膜出口压力比原始工况升高了0.29 MPa;应用全膜法进行制水实验,阳床、阴床周期产水量分别增加了314.8%,514.0%,混床周期产水量增加了133.1%以上,制水比降至1.07左右;中长期应用时,综合成本降低了8%左右,效果良好。

Gd_(2)O_(2)S:Tb闪烁陶瓷的制备与结构:水浴合成中H_(2)SO_(4)/Gd_(2)O_(3)摩尔比的影响

Gd_(2)O_(2)S:Tb闪烁陶瓷以其明亮的绿色发光、高能量转换效率和高中子俘获截面而广泛应用于中子成像和工业无损检测等领域,但Gd_(2)O_(2)S:Tb陶瓷中存在的Gd_(2)O_(3)第二相影响其闪烁性能。本工作以H_(2)SO_(4)和Gd_(2)O_(3)为原料,采用水浴法合成Gd_(2)O_(2)S:Tb前驱体,研究了H_(2)SO_(4)与Gd_(2)O_(3)的摩尔比(n)对前驱体和Gd_(2)O_(2)S:Tb粉体性能的影响。前驱体的化学组成随n增大而变化:2Gd_(2)O_(3)·Gd_(2)(SO_(4))_(3)·xH_(2)O(n<2.00)、Gd_(2)O_(3)·2Gd_(2)(SO_(4))_(3)·xH_(2)O(2.25≤n≤2.75)和Gd_(2)(SO_(4))_(3)·8H_(2)O(n=3.00),经过空气煅烧和氢气还原后,所有的粉体均形成Gd_(2)O_(2)S相。Gd_(2)O_(2)S:Tb粉体的形貌与前驱体的相组成密切相关,随着n增大,Gd_(2)O_(2)S:Tb粉体的XEL强度增加呈现出两个阶段,对应前驱体的相转变阶段。采用真空预烧结合热等静压烧结制备了Gd_(2)O_(2)S:Tb陶瓷,相较于n为2.00、2.25、2.50,其他n制备的Gd_(2)O_(2)S:Tb陶瓷都达到了较高的相对密度和XEL强度,不同n制备的陶瓷中都存在Gd_(2)O_(3)第二相,n增大有利于减少陶瓷内部的第二相,为进一步消除Gd_(2)O_(2)S:Tb陶瓷中的第二相提供了思路。

H_(2)SO_(4)/AC双功能催化剂在草甘膦合成中的应用

以环境友好的茶壳活性炭负载磺酸(H_(2)SO_(4)/AC)替代传统液体盐酸催化草甘膦生产过程中的酸解反应。重点研究了H_(2)SO_(4)/AC制备工艺和催化条件等因素对草甘膦产率和副产物N-甲基草甘膦、增甘磷的影响规律。结果表明:以400℃条件下碳化3 h的茶壳炭为载体,质量分数为98%的浓硫酸在110℃下磺化2 h制备H_(2)SO_(4)/AC催化剂,可使草甘膦的产率达到86%,N-甲基草甘膦和增甘磷总质量分数控制在4%以内。该研究为草甘膦酸解反应提供了一种高效清洁的新方法。

40%P204-ZnSO_(4)-H_(2)O体系中锌非皂化萃取控制条件试验研究

针对P204不皂化萃取锌的工艺过程,研究了40%P204-ZnSO_(4)-H_(2)O体系中,Zn^(2+)浓度不变的情况下系列相比的萃取平衡;萃取相比不变的情况下系列Zn^(2+)浓度的萃取平衡。研究结果表明:基于实际生产控制条件中萃取剂浓度不易发生变化,相比为O/A=1.2~1.4,萃前液[Zn^(2+)]_(初)为35±3g/L时可兼顾萃取率和有机相的循环承载效率。

钛石膏-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系中石膏-硬石膏的相变规律

本文研究了在常压下钛石膏-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系中石膏相向硬石膏相的转化,探索了反应时间、硫酸浓度和温度对石膏-硬石膏转化的影响。结果表明:提高反应温度、增大硫酸浓度和增加反应时间都有利于石膏向硬石膏转化;当石膏转化为硬石膏后,延长反应时间硬石膏不再发生转变;在温度为70℃和80℃时,体系中石膏与硬石膏共存,二者的微观形貌差异明显,石膏呈片状,硬石膏呈长方板状;当温度升温至90℃以上时,石膏完全转变为硬石膏,其微观形貌为长方板状;常压下,在50~100℃内,在钛石膏-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系中发生的石膏-硬石膏的相变是石膏直接脱水形成硬石膏,没有中间产物形成。

Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型及形貌调控

为将Ca(H_(2)PO_(4))2制备KH_(2)PO_(4)过程中的石膏资源化利用,以H_(3)PO_(4)与CaCO_(3)反应制备Ca(H_(2)PO_(4))2溶液,并与K_(2)SO_(4)溶液反应,进行Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌调控研究。结果表明:通过改变反应时间、反应温度、SO^(2-)/_(4)过量系数和CaO含量等参数可对Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌进行调控,制得短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O。体系在温度高于95℃和CaO含量为3.0%~5.0%(质量分数,下同)时形成α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,在CaO含量为5.5%主要形成CaSO_(4)·2H_(2)O;反应时间长于20 min和SO^(2-)/_(4)过量系数大于1.4将形成K_(2)SO_(4)(CaSO_(4))_(5)·H_(2)O,导致石膏晶体表面缺陷增加。本实验条件下,适宜反应条件为:反应时间10 min、反应温度95℃、SO^(2-)/_(4)过量系数1.2和CaO含量5.0%,此条件下可制得长度42~70μm、直径13~24μm的短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,其抗折和抗压强度分别可达5.61 MPa和33.74 MPa,滤液中钾收率和脱钙率分别可达94.23%和83.80%。

基于水内标的HNO_(3)、H_(2)SO_(4)、HClO_(4)拉曼光谱定量分析研究

研究了以水为内标,采用拉曼光谱法测量水溶液中HNO_(3)、H_(2)SO_(4)、HClO_(4)浓度的可行性。研究发现,酸的加入会使得水在2700~3900cm-1范围内的伸缩振动拉曼峰的形状发生变化并导致水的拉曼散射系数增大。但酸浓度较低时,在对水的浓度进行修正后,可以用溶液中水在2700~3900 cm^(-1)范围内的拉曼峰为内标对几种酸进行定量分析。通过数据拟合获得的HNO_(3)、 H_(2)SO_(4)、 HClO_(4)的工作曲线分别为c(HNO_(3))=39.9RS/(1+0.6RS)(R^(2)=0.9999)、c(H_(2)SO_(4))=44.3RS/(1+2.3RS)(R^(2)=0.9994)、c(HClO_(4))=29.4RS/(1+1.1RS)(R^(2)=0.9993),其中RS=A(酸)/A(H2O),A(酸)和A(H2O)分别为酸和水的拉曼峰面积。HNO_(3)、H_(2)SO_(4)、HClO_(4)工作曲线的应用浓度范围分别为0.1~4.8 mol/L、0.1~4.1 mol/L、0.1~6.5 mol/L,检出限分别为0.0056、0.0061、0.0086 mol/L。

离子液体[Bmim]Cl在H_(2)SO_(4)中对Q235钢的缓蚀实验和理论分析

探究1-丁基-3-甲基-咪唑氯盐([Bmim]Cl)在H_(2)SO_(4)介质中对Q235钢的缓蚀性能,解决酸性环境在金属表面造成的腐蚀危害。采用静态缓蚀失重法、电化学法分析了不同浓度[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。Q235钢表面形貌特征以及吸附行为分别采用了扫描电子显微镜(SEM)及吸附等温模型进行了分析。采用理论模拟计算分析了缓蚀剂分子在碳钢表面的缓蚀机理。结果表明,[Bmim]Cl为阴极主导的混合型缓蚀剂,随[Bmim]Cl浓度的增加,缓蚀效果越好,当[Bmim]Cl浓度为0.6 mol·L^(-1)时,缓蚀效率可达91%以上,等温吸附模型证明缓蚀剂分子可自发吸附在金属表面,符合Langmuir等温线。[Bmim]Cl通过化学键与Q235钢表面结合形成了以咪唑杂环为吸附中心、稳定化学吸附的单分子吸附层,且[Bmim]^(+)平行吸附于表面达到防腐蚀效果。[Bmim]Cl是一种性能优异的防腐蚀剂,能有效预防Q235钢在H_(2)SO_(4)介质中的腐蚀。

Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系两步法制备KH_(2)PO_(4)过程中硫酸钙晶型和形貌调控

在Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中,通过调控较低温度下CaSO_(4)·2H_(2)O结晶和较高温度下CaSO_(4)·2H_(2)O向CaSO_(4)·0.5H_(2)O转晶的两步法晶化反应,制备KH_(2)PO_(4)及副产品α型半水硫酸钙。研究了反应条件对两步晶化过程中CaSO_(4)晶型和形貌、磷钾收率和脱钙率的影响。结果表明,反应温度、反应时间、K_(2)SO_(4)溶液浓度、SO_(4)^(2-)过量系数、CaO/P_(2)O_(5)摩尔比和P_(2)O_(5)含量等参数的变化对CaSO_(4)晶型形貌、磷钾收率和脱钙率具有明显影响。一步反应和结晶温度为70℃、反应和结晶时间为60 min、二步转晶温度为102℃、转晶时间为5.0 h、K_(2)SO_(4)质量分数10%、SO_(4)^(2-)过量系数1.2、CaO/P_(2)O_(5)摩尔比0.20、P_(2)O_(5)质量分数25%条件下,滤液钾收率、磷收率和脱钙率分别达98.35%,91.43%和89.74%,制得石膏样品晶型为α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O、形貌呈六棱形锥面短柱状、2 h抗折强度和绝干抗压强度分别达5.70 MPa和35.07 Mpa、强度等级达到JC/T 2038-2010《α型高强石膏》α30要求。制得的磷酸二氢钾纯度达80%以上。

H_(2)SO_(4)/NH_(4)HSO_(4)作用下锅炉尾部受热面积灰成垢机理

锅炉尾部受热面上的高强度垢影响了设备安全性和经济性。为阐明积灰成垢机理,进行了H_(2)SO_(4)/NH_(4)HSO_(4)与积灰的成垢实验,对灰垢样品进行扫描电镜形貌分析和X射线衍射成分分析,采用热力学平衡计算确定胶凝类物质。结果表明,H_(2)SO_(4)/NH_(4)HSO_(4)作用下灰粒表面产生絮状和针状结晶,粘连胶结为大块团聚体后形成灰垢,NH_(4)HSO_(4)作用下团聚固结更加明显。实验和热力学平衡计算表明,H_(2)SO_(4)与积灰反应生成石膏类硫酸盐胶凝材料;NH_(4)HSO_(4)与飞灰反应生成石膏类胶凝物质以及大量(NH_(4))_(2)SO_(4),具有更强结垢倾向。在H_(2)SO_(4)/NH_(4)HSO_(4)作用下,积灰反应生成的硫酸盐胶凝物质将松散灰粒粘连固结,导致低温受热面垢的形成。

(NH_(4))_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系浸出高碱性脉石低品位氧化铜矿

以高碱性脉石低品位氧化铜矿为研究对象,针对该矿样钙镁含量高的特点,采用氨水-硫酸铵浸出体系进行了常温常压浸出实验.针对该矿样的主要含铜矿物孔雀石(Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)),基于质量和电荷的双守恒的条件下构建的浸出体系中建立Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的热力学模型,采用Matlab的拟合功能与diff和solve函数算出不同硫酸铵浓度时氨浸出孔雀石的最佳氨浓度和总铜离子浓度.实验考察了浸出氨水浓度、氨铵比、液固比对铜浸出率的影响.实验结果表明,高碱性脉石氧化铜矿石适宜浸出条件为氨水浓度1.2 mol/L,氨铵比2∶1,液固比3∶1,该条件下铜浸出率较高,达到约70%.实验结果与热力学计算结果基本吻合.

晶粒细化对Cu-20Co-20Ni块体合金在H_(2)SO_(4)溶液中腐蚀电化学行为的影响

利用电化学测试技术测试了纳米晶块体Cu-20Co-20Ni合金材料在H_(2)SO_(4)溶液中的自腐蚀电位、交流阻抗以及极化曲线,并将粉末冶金法(PM)制备的常规尺寸Cu-20Co-20Ni合金与机械合金化法(MA)制备的纳米晶Cu-20Co-20Ni合金进行对比,探究了纳米晶块体Cu-20Co-20Ni合金材料在H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀电化学行为及晶粒细化对其腐蚀行为的影响。结果表明,随着H_(2)SO_(4)溶液浓度增加,常规尺寸和纳米晶Cu-20Co-20Ni合金的腐蚀速度均变快,在相同酸度下,纳米化后的合金腐蚀速度增加。电化学阻抗谱表明,2种合金都是由电化学反应控制着腐蚀过程。H_(2)SO_(4)溶液浓度增加,电荷传递电阻变小,在相同酸度下,纳米晶(MA)Cu-20Co-20Ni合金的传递电阻小于常规尺寸(PM)Cu-20Co-20Ni合金,表明纳米化后Cu-20Co-20Ni合金的耐蚀性能下降。

H_(2)SO_(4)-H_(2)O中硝酸铜对脱硫石膏晶须生长的影响

以处理后的脱硫石膏为原料,在H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系中以Cu(NO_(3))_(2)为晶形控制剂采用水热法制备脱硫石膏晶须,探讨了Cu(NO_(3))_(2)对脱硫石膏晶须生长的影响机理。结果表明:Cu(NO_(3))_(2)对脱硫石膏有明显促溶作用,其中Cu^(2+)可减小溶液中各离子的活度系数,使溶液中的Ca^(2+)浓度增大。NO^(-)_(3)通过静电作用在Ca^(2+)周围聚集并对SO^(2-)_(4)产生屏蔽作用,导致脱硫石膏继续溶解并使Ca^(2+)和SO^(2-)_(4)的浓度处于相对稳定状态,有利于半水脱硫石膏晶体的形核与生长。此外,Cu^(2+)还可在晶须的生长过程中选择性吸附在晶须表面,生成CuSO_(4),促进了脱硫石膏的结晶生长,最终在Cu(NO_(3))_(2)用量为2.0%(质量分数)时制备的脱硫石膏晶须长径比约为73。