不同金属盐体系对锦纶66纤维结构与性能的影响

选用氯化钙、氯化锂、氯化铜及氯化锌四种金属盐,分别以去离子水和无水乙醇为溶剂配置成溶液,对锦纶66纤维进行络合改性处理,采用FTIR、DSC、XRD、SEM、单纤维拉伸研究不同金属盐及其溶剂种类对锦纶66纤维结构性能的影响。结果表明,经四种金属盐处理后,氯化铜对锦纶66纤维的结构性能影响最大、对纤维的络合作用最强,氯化锌对锦纶66纤维的结构、性能影响最小,氯化钙和氯化锂的影响程度居中,具体表现为红外光谱图中N-H振动峰向低波数移动,熔融温度下降、结晶度减小、拉伸断裂强度降低。选择氯化钙为金属盐络合剂时,以乙醇作为溶剂时对锦纶66纤维的结构、性能的影响作用大于以水为溶剂时,说明乙醇有利于金属离子与纤维之间形成络合作用。

战略性非金属矿产资源现状及加工技术研究进展

战略性非金属矿产是指对经济高质量发展和国家安全至关重要的非金属矿产,对促进战略性新兴产业发展、支撑制造强国的实现具有重要作用。对列入我国的4种战略性非金属矿在全球的储量及产能情况进行了统计,对资源形势和供给风险进行了研判,即:磷矿和石墨是我国的优势矿产;萤石由优势矿产转变为紧缺矿产;钾盐是我国的短缺矿产,对外依存度较高。从新工艺、新技术和新设备等方面对4种战略性非金属矿产的加工技术研究进展进行了总结,旨在为我国战略性非金属矿产的合理高效开发和资源安全保障提供参考。

钙钛矿太阳电池的界面紫外稳定化研究进展及应对策略

针对高效n-i-p结构钙钛矿太阳电池中突出的TiO_(2)/钙钛矿界面紫外不稳定问题,分析其产生的主要原因,讨论了当前研究中从在电池中添加下转换荧光材料和全覆盖TiO_(2)表面两方面来实现电池稳定性过程中存在的问题。比较发现,金属盐是一种合适的钝化材料,然而溶液法制备的金属盐薄膜无法对TiO_(2)实现全覆盖,进一步分析给出金属盐不易全覆盖的主要原因,即存在于微液膜内金属盐前驱体的结晶行为不可控,以及钙钛矿溶液对已制备的金属盐薄膜具有溶解性。就实现金属盐对TiO_(2)表面的全覆盖提出2个步骤的应对策略,第一步利用低压腔室装置实现超快结晶,即制备“全”覆盖;第二步通过巯基苯吸附构建非相溶表面,即保护“全”覆盖。最后,针对TiO_(2)/CsX/钙钛矿界面的紫外稳定性提出具体研究方法和策略。建立了一套提高电池紫外稳定性的金属盐微结构调控与电池界面全面钝化的应对策略,这些将为电池常态化应用中所面临的稳定性问题提供理论和技术支撑。

城市垃圾焚烧飞灰中氯盐及重金属分离提取技术研究进展

城市垃圾焚烧飞灰具有高氯盐、重金属成分组成复杂等特性,将飞灰中高氯盐及重金属等高价值污染物分离提取并资源化利用不仅可以降低飞灰的危害性,还可以减少天然矿物的开采,具有显著的环境和经济效益.本文根据飞灰中氯盐及重金属分离提取的最新研究报道,结合国内外的工业化应用现状,对各类提取工艺存在的优缺点及发展方向进行综述及展望,以期彻底实现飞灰的无害化处置及资源化利用.当前飞灰中氯盐的分离提取技术已经成功得到应用,但综合处置成本仍明显高于螯合后填埋,有待进一步优化.相比之下,飞灰中重金属的分离提取技术尚处于起步阶段,主要限制因素为回收金属价值难以覆盖其提取成本,并且还面临重金属处理不彻底的问题,仍需继续开展相关技术攻关及政策引导.

1987-2020年三门湾海岸带LUCC与近岸生态环境变化

分析LUCC(土地利用/覆被变化)对提高土地开发利用效率和推动生态环境保护工作具有重要意义。选取三门湾海岸带为研究区,以1987—2020年6期Landsat影像为数据源,采用GIS和RS技术,利用定量分析法、土地转移矩阵模型对三门湾海岸带土地利用时空格局进行分析。结果表明:①建设用地、耕地和水产养殖用地是三门湾海岸带主导土地利用类型,人类活动和城镇化导致建设用地和水产养殖面积增加,土地利用转移主要表现为耕地向建设用地、滩涂向水产养殖用地转移的趋势。②在土地利用结构性质转变影响下,近30年来三门湾近岸水体营养盐含量呈现先增高后降低的趋势;近20年来近岸综合潜在生态指数由16.47升至21.18;人类活动对三门湾海岸带近岸生态环境造成威胁。

有机溶剂电解质在电化学冶金领域的应用

熔盐电解温度高、能耗大,水溶液电解易导致金属材料氢脆且不能用于活泼金属电解,采用室温非水电解质体系可以解决上述问题对比分析了离子液体、深共晶溶剂、有机溶剂等几种室温非水电解质的特点,重点介绍四氢呋喃-苯、碳酸乙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等分别与AlCl_(3),ZnCl_(2),LiNO_(3)等构成的有机溶剂电解质体系在Al,Mg,Nd,La,Zn等金属电沉积方面的研究成果分析电解和电池用电解质的异同点,总结了苯类、醚类、醇类、脂类、四氢呋喃、咪唑啉酮、卤代烃等多种溶剂与有机金属盐、无机盐等溶质,金属氢化物、无机盐等添加剂组成的有机溶剂电解质的性质和特点,介绍其离子结构,概括其在电沉积过程中相关的化学和电化学反应,分析镀层性能与电沉积参数的关系和存在的问题,为从事非水电解质电化学冶金与材料制备研究提供思路。

基于稻虾共作系统水稻收割后水体水质及沉积物重金属风险评估

为探究稻虾共作系统中水稻收割后水体营养盐和沉积物重金属的分布特征,评估其水生态风险,通过监测4块稻虾田的种养后期水体中的理化指标,评价了稻虾田中分子氨和沉积物重金属的毒性,系统分析了种养体系中水体营养盐、重金属的生态毒性风险.结果表明,稻虾种养模式的水稻收割后,水体pH值高,达到9.25;总氮、氨氮和COD浓度分别达到14.15、11.49和92.01 mg/L.常年的稻虾共作系统中,沉积物中的重金属wAs(16.21 mg·kg^(-1))和wCd(0.20 mg·kg^(-1))水平较高,分别超背景值2.35倍和1.72倍,其他重金属含量较低.综合潜在生态风险指数和潜在生物毒性评价结果均表明,稻虾共作系统中沉积物重金属的生态风险低,这与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)养殖需要矿物质元素有关.综上所述,稻虾共作系统具有潜在修复土壤重金属污染的能力.

一种新爆轰产物状态方程及其在炸药爆轰性能预测上的应用

为准确描述爆轰产物在高温高压下的热力学关系,拓展应用范围,实现CHNO单质/混合炸药与含能金属盐爆轰性能的可靠预测,基于Exp⁃6势的维里系数理论值建立了新气态爆轰产物状态方程Virial⁃Peng⁃Long(VPL),并基于更准确的“冷压”项与考虑金属高压热运动变化的“晶格振动”项建立了新凝聚态金属产物三项式状态方程Wu⁃Chen⁃Peng(WCP)。应用VPL计算了几种典型CHNO单质/混合炸药的爆轰参数,应用VPL与WCP评价了几种典型含能金属盐的爆轰CJ参数与驱动做功能力。结果表明,相比VLW和BKW,基于VPL能够更准确评价CHNO单质/混合炸药的爆轰性能,对太安(PETN)爆速预测偏差在±2.1%以内,最高不超过2.5%;对RHT⁃901驱动圆筒稳定速度预测误差绝对值<1%。而VPL与WCP能够准确预测含能金属盐爆轰性能,其中对叠氮化铅爆轰CJ参数计算相对误差不超过±4%;对铜叠氮化物驱动飞片速度预测相对误差绝对值小于1%。

焚烧飞灰深度资源化技术进展及展望

基于生活垃圾焚烧飞灰的产生方式及特性,探析了焚烧飞灰中无机氯盐回收处理技术、钙元素分离回收技术、重金属分离提取技术,分析各项技术存在的优缺点,并总结了目前焚烧飞灰的最新资源化利用工业化进展。研究得出,被广泛认可的两套系统包括:低温二噁英解毒-水洗-含重金属盐水蒸发回收-钙组分用于水泥材料、高温烧结/熔融二噁英解毒-盐及重金属挥发回收-钙组分形成陶粒或玻璃体。这些系统中二噁英均能得到有效处理;钙组分可资源化但是附加值不高,且钙资源化过程中需要关注重金属进入环境的总量所带来的长期环境风险;氯盐组分目前缺乏有成本效益的资源化途径。综上,未来需要在研发飞灰中钙及氯盐的有效资源化技术、出台更多细分技术的指导性文件作为理论支撑和设计依据方面进行深入研究。

青藏高原盐湖反风化作用与关键元素循环

盐湖环境中的反风化(reverse weathering,又称逆风化)是指逆向的化学风化作用,通常指盐湖内部自生黏土矿物或碳酸盐矿物的形成过程,是控制盐湖关键元素地球化学循环的重要机制。青藏高原是地球上关键的盐湖区,既是内陆生态系统重要的碳库,又富含锂、钾、铷、铯等关键矿产资源。青藏高原盐湖的水化学类型多样,包括碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型,不同的水化学特征决定了盐类和黏土矿物的种类及其形成机制的差异。本文综述了盐湖环境中硅酸盐和碳酸盐反风化作用的研究进展,并探讨青藏高原盐湖反风化作用对关键元素地球化学循环的影响。青藏高原盐湖中自生黏土矿物的形成(如伊利石)是对盐湖卤水锂、钾、铷、铯等关键元素最重要的消耗机制;而碳酸盐的形成对关键金属元素消耗影响很小,除非形成含关键金属元素的独立矿物,如扎布耶石。自生黏土矿物和碳酸盐的形成均会显著影响湖泊的无机碳循环。目前,盐湖反风化作用程度的量化、控制因素解析和对关键元素损耗的影响程度是盐湖矿产资源研究的关键问题。当前非传统稳定同位素技术的快速发展为盐湖反风化研究提供了新机遇。青藏高原盐湖是反风化研究的天然实验室,开展盐湖反风化研究不仅可以深入理解青藏高原盐湖的关键金属元素成矿作用及碳循环过程,而且有助于丰富反风化理论。

冷指结晶法去除LiCl熔盐中的碱土金属Sr、Ba

快堆乏燃料干法后处理中会产生含多种金属元素的LiCl废盐,分离废盐中的金属杂质既可净化熔盐,有利于盐的循环利用,又可减小废盐量,实现废物最小化。利用自行研制的冷指结晶装置,探索了LiCl熔盐中Sr、Ba两种碱土金属的分离和分离中的影响因素,并结合Fluent软件模拟确定较佳的分离工艺,进一步明确LiCl分离碱土金属的规律。研究表明,影响冷指结晶法分离效果的主要因素为熔盐初始温度,当熔盐温度高于660℃时,Sr、Ba去除率较佳;同时发现熔盐中Sr、Ba含量低于0.55%(w/w)时,其去除效率均可超过80%。进一步研究发现熔盐晶体不同部位的Sr、Ba去除效果不同,其中结晶盐顶部的杂质分离效果最佳,底部及内层的熔盐分离效果较差。含有Sr、Ba的LiCl熔盐较佳分离条件为温度660~670℃,气体流速10 L·min^(−1),生长时间20 min,此时LiCl盐中Sr、Ba的去除率可达90%。实验结果证实了冷指结晶法从电解质废熔盐中纯化溶剂盐的可行性,可为纯化废盐、实现熔盐的重复利用提供参考。

LiCl-KCl共晶熔盐中金属铀与氯化锌的反应行为及机理

为探究氯化锌(ZnCl2)与金属铀制备LiCl-KCl-UCl3初始熔盐体系的反应过程,本工作拟在500℃下的LiCl-KCl共晶熔盐中,首先对可能反应进行热力学计算,确定可能反应路径;再通过循环伏安法和原位吸收光谱法原位监测金属铀与ZnCl2的反应过程,并观察反应过程中熔盐的颜色变化,结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析样品中元素含量的变化,对反应产物进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)表征,综合确定反应行为和反应机制。研究结果表明:在金属铀与ZnCl2的反应过程中,Zn(Ⅱ)直接将铀金属氧化为U(Ⅲ),生成的Zn金属在铀金属表面形成U-Zn合金。ZnCl2与金属铀制备的电解精炼初始熔盐体系LiCl-KCl-UCl3过程,反应在240 min达到平衡,最终Zn质量分数维持在0.01%。

生物炭和海藻酸盐复合材料吸附水体重金属的进展

水环境中重金属离子的主要去除方法有:离子交换、化学沉淀、混(絮)凝、膜滤、电化学和吸附法等,其中吸附法因简单易操作等特点被广泛应用,在吸附法中研发出高效绿色、低价的吸附剂则是研究的热点问题。基于此,对海藻酸盐和生物炭复合材料去除水环境中重金属离子的研究现状进行了论述,讨论了pH值、吸附剂用量、温度等因素对吸附过程的影响;同时还对吸附过程中的机理进行了叙述,评述了生物炭和海藻酸盐基材料去除重金属的未来期许。

碳酸肼对乏燃料后处理模拟污溶剂中磷酸二丁酯和Zr(Ⅳ)的洗涤行为研究

碳酸肼作为碱性无盐试剂对钚铀氧化还原萃取(PUREX)流程的污溶剂的洗涤有广泛的应用前景。本文使用碳酸肼溶液对30%磷酸三丁酯-正十二烷有机溶液中的磷酸二丁酯和Zr(IV)进行洗涤,利用单一变量原则,考察了振荡时间、温度、水相与有机相体积比、碳酸肼质量分数以及磷酸二丁酯质量浓度等因素对去除有机溶液中磷酸二丁酯和Zr(IV)的影响。结果表明:在25℃下振荡洗涤15 min,5%碳酸肼洗涤3次同体积的有机溶液后对0.1 g/L和0.5 g/L的磷酸二丁酯的去除率分别约为98.7%和88.1%。此外,磷酸二丁酯的存在可以促进有机相对Zr(IV)的萃取和保留,当磷酸二丁酯的质量浓度为0时,碳酸肼对Zr(IV)的去除率为98.5%。

熔盐法制备新型二维层状金属碳/氮化物(MXene)的研究进展

二维金属碳氮化物(MXene)是由过渡金属元素(铝、钛、铌、钼等)和X元素(碳、氮)组成的一种新型二维材料,在能源存储与转换、电磁屏蔽、传感器、催化等领域具有广泛的应用前景。其中,过渡金属M、X元素组合、表面官能团Tx元素种类调控是影响MXene结构和物理化学性质的关键,开发元素组合可调控的合成方法是MXene族材料制备和应用的热点和难点。熔盐合成法是制备MXene的方法之一,利用熔盐介质无水无氧、富含阴阳离子、弱溶剂化、电化学窗口宽等诸多特性,可以合成一些常规水溶液中无法获得的特殊组成和结构的MXene材料,这大大拓展了该材料的应用范围。本文综述了高温熔盐作为氧化刻蚀剂或溶剂制备新型MXene材料的最新研究进展,并讨论了不同共晶盐、反应物和反应条件调控MAX和MXene材料结构的影响机制。同时,对熔盐法未来的发展方向和面临的主要挑战也进行了展望。

低能耗熔盐电解金属锂电解槽的开发及研究

近年来,金属锂在全固态锂电池、铝锂合金制备中发挥着不可替代的价值,但金属锂生产成本仍然是生产企业需要解决的问题。因此,从降低能耗角度优化生产工艺及设备角度利用Solid Works三维建模电解槽结构,以及ANSYS仿真模拟软件对电解槽进行热场模拟及计算,得出最优设计方案。生产电解效率可达到91%,能耗在35 kWh/kg以下,抽氯和集锂装置可以自动运行,抽出氯气浓度90%,集锂效率可达到80%以上,且出锂量较为稳定。该设备可以更好的投入产业化生产,满足企业降低生产成本的需要,促进熔盐电解金属锂行业的发展。

固相萃取-电感耦合等离子体质谱法测定高盐食品中的12种重金属元素

本研究建立了固相萃取-电感耦合等离子体质谱法,测定高盐食品中矾(V)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、镉(Cd)、锡(Sn)、铅(Pb)、铀(U)等12种重金属元素。样品经微波消解并赶酸后用1mol/L乙酸铵缓冲溶液调节pH值至5.0±0.5,通过固相萃取柱去除钠(Na)、钾(K)等干扰盐分,样品中的重金属元素则保留在萃取柱上,经2mol/L硝酸洗脱后,进入电感耦合等离子体质谱仪进行测定。本研究所建立的方法,能降低盐分对目标元素测定的干扰,定量准确,重现性好,适用于高盐食品中12种重金属元素的测定。

有机酸金属盐阴阳离子对卷烟纸燃烧性能影响研究

通过制备含有不同金属阳离子(钾和钠离子)的柠檬酸盐以及不同阴离子(柠檬酸根、草酸根、酒石酸根、苹果酸根和氯离子)的钾盐,研究了有机酸金属盐阴阳离子对卷烟纸燃烧性能的影响。研究结果表明:钾离子的助燃效果优于钠离子,而不同阴离子中柠檬酸根离子的助燃效果最佳;因此,柠檬酸根离子协同钾离子使得柠檬酸钾具有最快的阴燃速率和最低的纸样热解活化能,成为所测试添加剂中助燃效果最好的一种。

电容去离子技术选择性分离盐及重金属离子研究进展

基于电容去离子(CDI)技术的发展总结了不同价态盐离子和重金属离子的选择性分离研究进展,并重点从离子的物理尺寸效应、电极材料的选择性吸附、离子交换作用3个方面总结了CDI技术进行离子选择性分离的机制。

泰妙菌素废盐活性炭的制备及吸附EDTA-Pb(Ⅱ)的研究

工业废水中的有机配体和重金属离子结合形成络合态重金属,络合态重金属的排放会导致严重的环境及人体健康问题。采用热解炭化法将医药固体废弃物——泰妙菌素废盐制备成废盐活性炭(WSAC)并用于去除模拟废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),利用SEM、BET表征WSAC的性质;基于静态吸附试验研究了溶液初始pH、共存离子对WSAC吸附EDTA-Pb(Ⅱ)行为的影响;通过吸附动力学、等温线拟合,利用FTIR、TOC、Zeta电位等表征探究其吸附机理。结果表明:WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附过程符合伪一级动力学和Langmuir模型,吸附速率受物理过程主导且为单分子层均相吸附;随着pH的升高,WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附效果降低;共存阴离子的加入会与EDTA-Pb(Ⅱ)竞争吸附位点,对吸附起抑制作用;WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为孔隙填充和静电吸附的协同作用。将WSAC用于吸附工业废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),为泰妙菌素废盐的资源化利用提供一种途径,也为工业废水中EDTA-Pb(Ⅱ)的去除提供新方法。