Crystal Structure of Tris－（dimethoxyphosphato） Lanthanum（Ⅲ） Coordination Polymer｛La〔PO2（OCH3）2〕3｝n

ＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＴｒｉｓ－（ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｏｓｐｈａｔｏ）Ｌａｎｔｈａｎｕｍ（Ⅲ）ＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＰｏｌｙｍｅｒ｛Ｌａ〔ＰＯ２（ＯＣＨ３）２〕３｝ｎ￥ＺｅｎｇＧｕａｎｇ－Ｆｕ；ＧｕｏＸｉｎ；ＷａｎｇＣｕｉ－Ｙ?..

Effect of ZrO_(2)Addition on Lanthanum Aluminate-based High Emissivity Coating Materials

In order to enhance the sintering resistance of lanthanum aluminate based high emissivity coatings,Ca^(2+)-Fe^(3+)doped LaAlO_(3)/ZrO_(2)specimens were prepared by solid state sintering using La_(2)O_(3),Al_(2)O_(3),CaCO_(3) and Fe_(2)O_(3) as raw materials,extra-adding fused Y_(2)O_(3)-stabilized ZrO_(2)(0,5%,10%,and 15%,by mass),ball milling,pre-calcining,pressing into shapes and sintering at 1600℃for 2 h.The effect of the ZrO_(2)addition on the properties of lanthanum aluminate based high emissivity coatings was explored.It is concluded that ZrO_(2)does not react with LaAlO_(3),which can inhibit the sintering of the specimens.With the increase of the ZrO_(2),addition,the linear shrinkage rate and the thermal conductivity decrease significantly,while the emissivity decreases,but the emissivity of all the specimens is all higher than 0.9.The optimal addition of ZrO_(2),is 10%.

锁磷剂与增氧剂联用去除沉积物中砷的效果与机制

为研究锁磷剂(LMB)与增氧剂CaO_(2)联合应用对富营养化湖泊沉积物中砷(As)污染的去除效果,理清联用技术对沉积物水界面As的去除机制,以太湖梅梁湾底泥为研究对象开展模拟试验。结果表明:LMB与CaO_(2)联用对沉积物中的As的去除效果优于LMB、CaO_(2)单独使用;在试验第45天,LMB与CaO_(2)联用对沉积物溶解态As去除率最大,为39.31%,在试验第90天,LMB与CaO_(2)联用对As的去除效果较差;为实现沉积物中As的高效去除,可在加入LMB和CaO_(2)45 d后对LMB和CaO_(2)进行回收;LMB与CaO_(2)联用去除As的主要机制为LMB和CaO_(2)中的La^(3+)、Ca^(2+)与砷酸根离子络合形成LaAsO_(4)和Ca_(3)(AsO_(4))2沉淀以及Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)氧化物的协同吸附作用;Fe和Mn氧化还原在控制沉积物As的释放中起着关键作用。

电沉积辅助真空处理制备铝合金超疏水保护膜及其性能研究

铝合金是工业领域经常用到的金属材料,为了使其成为耐污、耐腐蚀的高性能超疏水材料,以铝合金为基底、硝酸镧为电沉积液,采用电沉积辅助真空处理法不经修饰直接制备出超疏水铝合金表面。通过对所制备超疏水铝合金表面的形貌、化学组成、浸润性、自清洁、耐腐蚀等方面进行表征和测试可知,所制备铝合金表面存在一层致密的蛛网状微纳米氧化镧粗糙结构,再加上稀土氧化镧本征超疏水的协同作用,使其表现出超疏水特性,对水的接触角可达到160°,滚动角约为5.0°,且具备良好的自清洁、耐磨和耐腐蚀性能。

非皂化P507体系萃取分离镧和锕元素

由于稀土生产过程中锕元素未被有效分离去除,导致我国部分稀土产品的放射性超出豁免值(α和β总放射性小于1 Bq/g)。本工作以非皂化的2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯(P507)为萃取剂,二乙基三胺五乙酸(DTPA)或N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸(HEDTA)为水相掩蔽剂,乳酸为酸度缓冲剂,分别在盐酸和硝酸体系中研究了对镧和锕两种元素的萃取分离。结果显示,弱酸试剂可有效缓冲稀土料液的酸度,使萃取反应向有利于生成有机配合物的方向进行。在pH为3.0、初始La^(3+)浓度为0.2 mol/L的盐酸溶液中,该体系对La^(3+)的萃取效果较单一的皂化P507有显著提高,D(La)可达5.0。在pH为2.0~2.5的硝酸体系中,恒定DTPA/HEDTA和乳酸的浓度分别为0.02 mol/L和1.0 mol/L,此时Ac^(3+)被有效掩蔽,D(Ac)的最大值仅有0.46,SF(La/Ac)值较盐酸体系的3~4可提高至5~7。此外,该非皂化P507体系也可以优先去除稀土低酸废水中的放射性Ac^(3+),其SF(Ac/La)值随乳酸浓度的增加可提高至14,这一现象能够用于实现有效控制稀土工业废水中放射性物质的目标。

硝酸镧含量对锌铝涂层组织结构和耐蚀性的影响

以稀土硝酸镧为添加剂,用硅烷钝化液代替铬酐,通过添加不量的硝酸镧制备了水性无铬锌铝涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)分析、中性盐雾试验和极化曲线等对含硝酸镧涂层试样的结构和性能进行了评价。结果表明:含5g/L硝酸镧(指其在B组分中的质量浓度)涂层试样的耐蚀性最好,适量的镧盐可以改善涂层结构,使涂层均匀致密;硝酸镧钝化处理可以显著降低涂层试样的腐蚀电流,提高腐蚀电位,抑制腐蚀速率,提高涂层的耐蚀性。硝酸镧也可以作为物理屏障,阻止腐蚀介质渗透到涂层中,但它不改变极化曲线的形状。水性无铬锌铝涂层中硝酸镧的最佳用量为5g/L。

一步电沉积法制备铜表面稀土镧/石墨烯超疏水复合涂层及其耐腐蚀性能

海洋腐蚀的倾向性是制约铜基材料使用性能和安全性的一个重要因素。因此,提高铜表面耐腐蚀能力成为研究重点。采用一步快速电沉积工艺在铜基表面制备肉豆蔻酸镧/氧化石墨烯(LaM/GO)超疏水复合涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、水接触角测量和电化学测试等手段对复合涂层的结构及性能进行了表征。结果表明:电沉积阴极表面产生了低表面能材料和花瓣状微纳粗糙结构,涂层表面静态水接触角为154°±3°,滚动角为5°±3°;电位动态极化曲线测量表明,超疏水复合涂层表面的腐蚀电位增加、腐蚀电流密度降低了2个数量级,缓蚀效率达99.34%,耐腐蚀性能得到显著提升;此外,所获得超疏水复合涂层表面显示出优异的防污性能和机械稳定性。

对氨基水杨酸镧对天然橡胶硫化特性的影响

以氯化镧和对氨基水杨酸钠为原料,采用沉淀法合成了新型环保促进剂对氨基水杨酸镧(PAS-La)。通过元素分析、热分析和红外光谱分析等方法对产物进行了表征并确定其分子式为La(C_(7)H_(6)NO_(3))_(3)·H_(2)O。利用无转子硫化仪、平衡溶胀法和万能试验机考察了PAS-La对天然橡胶硫化特性、交联密度和力学性能的影响,并对硫化动力学进行了分析。结果表明,随着PAS-La添加量的增加,天然橡胶的正硫化时间存在最大值,焦烧时间先减小后增大;硫化胶的交联密度增大,力学性能明显增强。当PAS-La的添加量为1.2份(质量)时,其对天然橡胶的硫化促进作用达到最佳。动力学计算发现,随着PAS-La添加量的增加,交联前驱体的反应活性增强,活化能先减小再增大。

镧改性虾壳低温热解制备的生物炭对池塘养殖废水磷吸附的研究

为提高生物炭对磷的去除效果和将厨余废弃物的资源化利用,文章以废弃虾壳为原料,用NaOH将LaCl_(3)以La(OH)_(3)沉淀形式附着在虾壳表面,进行热解得镧改性生物炭(CSLa)。采用XRF、SEM、BET、FTIR和XRD对改性前后的生物炭表征分析。采用吸附等温线模型和吸附动力学模型拟合生物炭的吸磷特征。研究了改性剂用量、初始pH、共存干扰离子对生物炭吸附磷的影响。结果表明镧化合物负载在生物炭表面,对磷吸附能力明显提高,最大理论吸附量为160.51 mg/g,与CS400磷最大吸附量(100.60 mg/g)相比约提高60%。在低浓度或高浓度磷溶液条件下,CSLa对磷吸附量和去除率均高于CS400,在实际水产养殖废水中更实用。吸附过程主要受化学吸附、颗粒内扩散控制。有关机理分析的结论表明表面沉淀作用、静电吸引、配体交换和内层络合作用是CSLa吸附磷的主要机理。CSLa更适合在弱酸性环境中除磷,不过在碱性环境条件下其吸附量也比较高。HCO_(3)^(-)和CO_(3)^(2-)对CSLa磷吸附有一定的抑制作用。研究以低温400℃为热解温度制备镧改性生物炭,不仅提升了生物炭对磷的吸附量和去除率,而且消耗热能较少,更有利于实际应用。

2-氨基烟酸镧铈对PVC热稳定性的影响

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO_(3))_(3)、La(NO_(3))_(3)和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热稳定性能,当m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2时,其热稳定时间为38 min,可以减小在加工过程中的损耗,增强PVC的力学性能,但是随着温度升高2-LCANA要比m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2的复配稳定剂抑制PVC降解反应发生更有效。2-LCANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3)和CeCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,可以有效地阻止PVC链上C-Cl和与氯相连的C-H断裂,减少共轭双键的生成,减缓PVC变色,延缓了PVC的热降解。

La(OH)_(3)/SiO_(2)气凝胶的制备及其在净化含磷废水中的应用

采用浸渍沉淀法,制备了La(OH)_(3)/SiO_(2)气凝胶吸附材料,并利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、BET对吸附剂结构、表面形貌等进行表征。研究了吸附剂投加量、初始pH和共存离子对磷酸根吸附效果的影响,探究了吸附过程的吸附动力学、等温吸附过程及吸附热力学模型。实验结果表明:AER-La0.2(质量比为0.2∶1时)的磷酸根吸附量可达294.1 mg/g(La);且对磷酸根具有较好的吸附选择性;吸附剂添加量为0.4 g/L时获得最好的吸附能力;在较宽的pH范围内保持了较好的吸附能力。准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型的结果更准确,说明吸附过程主要受化学吸附控制且主要为单层吸附。吸附热力学的结果表明,吸附过程为吸热过程,温度越高对吸附越有利。结合表征手段,推断AER-La0.2的主要吸附作用可能为静电吸引及配体交换。

载镧生物炭制备及其在环境修复中的研究进展

总结了镧改性生物炭的常用制备方法,根据实验及实际应用情况着重介绍了浸渍法和共沉淀法并比较不同制备方法的优缺点;从静电作用、离子交换、络合作用等方面阐明了镧改性生物炭对环境污染物的吸附机制;指出了镧改性生物炭材料在实际应用中可能存在的问题和未来发展方向。

含LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有力学性能好、高温抗氧化、耐腐蚀、介电性能优异等特点,可用做于天线罩耐高温透波功能材料。以氧化铝纤维为增强体,以氧化铝浆料、莫来石溶胶为基体,磷酸镧作为界面层材料,制备出了氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,并对复合材料在室温以及1200℃的拉伸强度进行表征,同时通过扫描电镜观察其破坏规律。结果表明:引入LaPO_(4)界面相的复合材料,室温下的拉伸强度为148.3MPa,1200℃下的拉伸强度为129.6MPa,与无界面相复合材料拉伸强度相比分别提高了20.1%和24.9%。无界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口有大量纤维拔出,表现出韧性断裂特征。含有LaPO_(4)界面的复合材料在10GHz、常温下介电常数均值为5.77,介电损耗为0.0018。在1300℃下材料的介电常数均值为6.18,介电损耗为0.0020。相对于常温条件,介电常数和介电损耗的变化率分别为7.10%和11.1%,满足变化率小于15%的要求,有望用于透波复合材料领域。

镧离子辅助混凝沉淀去除水体中氟离子的研究

通过在含氟废水中投加可溶性镧盐,形成La-F胶体,再利用氯化铁-氧化钙-聚丙烯酰胺(PAM)混凝体系沉淀去除水体中的氟离子。利用较优的除氟工艺,即La^(3+)∶F-(摩尔比)=2∶3,pH=5,PAM∶F-(质量比)=5∶1,处理初始氟离子浓度为20~200 mg/L的含氟废水,可将出水氟离子浓度控制在1 mg/L以下。由于La^(3+)与F-之间较强的亲和作用,二者在水中可形成以LaF_(x)(OH)_(3-x)形式存在的胶体颗粒,后续加入的氯化铁和氧化钙破坏了胶体体系的稳定状态,并通过Fe^(3+)和PAM的凝聚-絮凝作用去除水体中的氟离子。该工艺的沉淀副产物可作为染料废水脱色用吸附剂,其对模拟污染物刚果红的吸附容量达337.8 mg/g,且大部分有效吸附发生在前3 min。

聚醚砜载镧吸附剂的制备及其吸附除磷性能研究

用孔径为3.0μm的聚醚砜(PES)高分子膜材料在质量分数15%的NaOH、摩尔浓度1.42 mol/L的LaCl_(3)最优条件下制备得到了一种PES载镧吸附剂,镧负载质量比达到34.4%,吸附平衡时的磷吸附量最高可达65.1 mg/g,在较宽的pH范围(3.5~6.5)内保持较好的除磷性能,且几乎不受常见的竞争阴离子干扰,具有较强的选择吸附性。PES载镧吸附剂有一定的循环再生能力,在5次吸附/再生循环后,吸附量保持率仍有76.0%,而且动态除磷实验时也能高效除磷,并可再生循环,展示了良好的工程应用前景。

氟化镧对粉煤灰基堇青石陶瓷力学性能的影响

针对粉煤灰基堇青石陶瓷力学强度难以满足高质量应用要求的难题,以氟化镧为烧结助剂,制备了力学性能优异的堇青石陶瓷。当氟化镧添加量为1.0 wt.%、烧结温度为1300℃时,所得陶瓷弹性模量、硬度和压缩强度分别为200.09 GPa、17.63 GPa和118.41 MPa。性能的显著改善主要是因为氟化镧的引入可提高液相流动性,产生致密化效果;同时,镧元素可在晶界处富集促进晶粒细化增韧。此外,少量镧元素可能会进入堇青石晶格内部,亦可对力学性能产生积极影响。

嗜酸铁还原菌JF-5改性镧膨润土吸附砷及其矿物颗粒迁移研究

利用嗜酸铁还原菌(Acidiphilium cryputum JF-5),通过生物还原技术释放膨润土中的Fe^(2+)以强化镧改性,从而得到一种新型生物镧改性膨润土。通过等温吸附实验考察生物镧改性膨润土对As(Ⅴ)的吸附效果,并与国际上商用的锁磷剂(Phoslock)进行对比,通过柱实验探讨生物镧改性膨润土在石英砂柱中的迁移行为。结果表明:(1)JF-5能够强化膨润土还原释放Fe^(2+),从而加强La^(3+)负载,低固液比(1.6 g/L)下制备生物镧改性膨润土具有最高的La^(3+)负载量(370 mg/g)。(2)生物镧改性膨润土对As(Ⅴ)的吸附行为符合Freundlich模型,最大吸附量为7.58 mg/g,与Phoslock的最大吸附量(3.08 mg/g)相比大幅提高;对As(Ⅴ)的吸附动力学过程与Phoslock相似,均能在4 h内快速去除As(Ⅴ)。(3)生物镧改性膨润土在石英砂柱中的迁移行为可以用对流扩散模型描述,在0.38、0.77、1.54 mL/min的流速下,生物镧改性膨润土在石英砂柱中的滞留量分别为3.68、3.77、2.29 mg,可见中等流速条件下溶液在石英柱中能够更充分接触介质从而提高滞留量。

粉煤灰镧改性吸附水中磷的性能研究

将粉煤灰与碳酸钾混合后焙烧,再浸渍硝酸镧,制备出镧改性粉煤灰(La-FA)。通过多种手段对La-FA进行了表征,并研究了其对含磷废水的吸附性能。结果表明:La-FA表面形成许多孔隙,具有更多吸附位点和羟基官能团,硅和铝含量的增加。La-FA零点电位的pH值为5.8。当水中磷的质量浓度为30 mg/L、温度为20℃、pH为4.1时,投加2 g/L的La-FA且吸附时间为20 min时,磷去除率可达98%,吸附量为24.13 mg/g。La-FA对磷的吸附过程可分为三个阶段,符合Langmuir等温吸附模型和拟二级吸附动力学模型。吸附过程是自发进行的,且为吸热反应,吸附机理为离子交换。

镧改性生物炭高效去除水中磷酸盐特征与机理分析

生物炭(biochar,BC)应用于水体中磷的去除不仅有助于缓解水体富营养化,还有利于解决固体废物处理问题,达到以废治废的目的。然而,吸附性能较差严重限制了生物炭在水体除磷方面的应用。因此,该研究采用热解-水热法成功合成了一种镧(La)改性生物炭(La-modified biochar,LBC)除磷吸附剂,考察了制备参数(包括La与BC质量比、水热时间和水热温度)、吸附时间、初始磷浓度、pH值、共存离子对LBC吸附磷酸盐性能的影响,并分析了饱和吸附磷酸盐的LBC在水中的磷酸盐缓释性能。此外,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)表征技术研究了LBC对磷酸盐的吸附机理。试验结果表明,LBC对磷酸盐的吸附能在1 h内快速达到平衡,由Langmuir模型拟合得到的最大吸附量可达136.4 mg/g,吸附速率和吸附量优于大多数已报道的镧改性生物炭吸附剂,这可能主要是因为LBC表面的镧物种呈球状多孔结构,能够提供丰富的磷酸盐吸附位点。此外,LBC在pH值为3~7范围能保持稳定的磷酸盐吸附性能,而在碱性环境下会受到抑制。LBC在含有常见共存阴离子的溶液中,对磷酸盐表现出较高的选择性。XRD、FTIR和XPS表征结果证实,LBC对磷酸盐的吸附机理包括静电吸引、LaPO_(4)沉淀和La-O-P内球络合。饱和吸附磷酸盐的LBC在15 d内可以有效进行连续的磷酸盐释放,且La浸出量可忽略不计。该研究可为农林业废物资源化利用、富营养化水体缓解和高效镧改性生物炭除磷吸附材料的合成设计提供新的思路。