利用电石渣和盐湖氯化镁制备金属镁的研究

以盐湖水氯镁石和电石渣为原料,通过化学合成法制备出氢氧化钙和氢氧化镁的混合物,再将此混合物经中低温煅烧得到炼镁用煅白,然后配入一定比例的硅铁、萤石并压制成团后在高温条件下进行真空还原制备金属镁。结果表明,本工艺的还原收率、料镁比与白云石水平相当,工艺技术路线是可行的。最佳工艺条件为:合成煅白的钙镁比0.85、煅烧温度850℃、煅烧时间1.0h。

钛系离子筛用于盐湖卤水锂提取的研究进展

锂资源是国家战略资源,我国盐湖锂丰富,从盐湖中高效提取锂具有重大意义。在盐湖提锂的各种方法中,吸附法具有选择性高、经济性好、工艺成熟度高的优势,发展高性能的吸附材料是该方法的关键,其中钛系离子筛被认为是很有发展前景的一类吸附材料。全面综述了近年来钛系离子筛用于盐湖卤水提锂的研究进展,重点阐述了钛系离子筛的结构、吸附机理、合成与改性方法以及成型方法,对钛系离子筛应用中存在的问题进行了分析、归纳,对其未来发展方向进行了展望,以期充分挖掘钛系离子筛的优势,实现其在盐湖提锂中的规模化应用。

摩擦起电效应强化及盐湖潜在应用研究进展

盐湖资源开发利用过程的智能控制对于智慧盐湖、世界级盐湖基地的的建设具有重要意义。利用集成的摩擦纳米发电机网络阵列,不仅可以对野外盐湖区的机械能采集实现金属管道的自供电腐蚀防护,还可实现基于自供能传感器的水流流速检测、水位监测、盐溶液快速现场检测、溶液的pH检测等。因此,基于摩擦起电效应的自供电传感网络是实现盐湖化工过程智能控制的潜在解决方案。为了促进摩擦纳米发电机的应用,提高摩擦纳米发电机的输出功率一直是科研人员关注的热点。文章在概述了通过表面改性对材料摩擦起电效应强化的研究进展后,进一步分析了改性后的摩擦纳米发电机输出性能提升的原因。主要介绍了物理表面改性和化学表面改性方法。对改性过程中常见的处理操作方法进行了阐述。对物理改性和化学改性的优势和不足进行了总结。分析指出,新的摩擦材料的选择与设计、材料的表面改性仍会是未来一段时间内的研究热点,而性能优异的摩擦纳米发电机可以为盐湖产业的可持续发展提供一种新的方案。

青海柴达木盆地盐湖区5种盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素及评价

为探讨高寒干旱环境下盐生植物根—土复合体抗剪强度影响因素以及复合体抗剪强度特征,选取了位于柴达木盆地西北部的尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出芦苇、海韭菜、无脉苔草、赖草和洽草5种优势盐生植物作为试验供试种,对其进行了室内根—土复合体原状试样直剪试验,分析了复合体容重、含水量、根长密度(RLD)、根重密度(RWD)和根面积比(RAR)5种因素对根—土复合体抗剪强度影响;在此基础上,采用灰色关联法进一步评价了上述5种因素对复合体抗剪强度的影响程度,结果表明:盐生植物根—土复合体粘聚力c值、摩擦角φ值与影响因素间的灰色关联度容重为0.740,0.879,含水量为0.698,0.849,根重密度为0.692,0.609,根长密度为0.655,0.519,根面积比为0.631,0.569;5种盐生植物根—土复合体粘聚力c值与5种影响因素容重之间的关系相对较为显著。其中芦苇根系增强土体粘聚力c值作用相对较为显著,其根系在土体中呈近似垂直状分布,故在试样中根系多数穿过剪切面,即当复合体发生剪切变形时,试样中根系基本均能起到抵抗剪切变形作用。该研究成果对研究区及其周边地区有效防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象发生具有一定理论研究价值和实际指导意义。

298.15 K下KBr-CaBr_(2)-SrBr_(2)-H_(2)O四元体系相平衡研究

青海柴达木盆地深部地下卤水中富含大量钾、钙、锶、溴等元素,是极具综合利用价值的液态矿产资源,可作为钾盐潜在开发资源。本文根据该地下卤水的组成特点,采用等温溶解平衡法对四元体系KBr-CaBr_(2)-SrBr_(2)-H_(2)O在298.15 K时溶解度和相平衡规律进行详细的研究。测定该体系各盐在溶液中的溶解度和平衡固相组成,根据实验结果绘制相应的稳定平衡相图和水含量图。该四元体系在298.15 K下没有复盐和固溶体生成,其平衡相图中有一个共饱点,三条单变量曲线,和三个固相结晶区(KBr、CaBr_(2)-6H_(2)O、SrBr_(2)-6H_(2)O)。基于Pitzer模型,对该四元体系在298.15 K下的溶解度进行模拟计算,绘制出计算相图,计算相图与实验相图基本吻合。

近十年国内期刊盐湖锂发文动向浅析

基于CNKI期刊数据库、Elsevier数据库作盐湖锂主题检索,通过Excel对期刊论文进行发文量、下载量、被引量等统计,并借助知网可视化分析功能作文献计量学判别。2012年~2021年国内期刊发表盐湖(卤水)锂论文逾500篇,综述类论文占总发文量的1/3,地学环境类论文约为15%,化学化工类论文占总发文量的一半以上,综述类论文被引量和下载量均较高。刊载盐湖锂论文的期刊156种,不同期刊发文量差异很大。国内有关盐湖提锂工艺的发文91篇,公司企业参与研发有所加快;技术方法以吸附法和萃取法篇数最多,高镁锂比盐湖卤水是特别受关注的研究对象。盐湖锂资源类型多样,不同提锂技术通用性差,总体上盐湖锂研究文献发布相对有限,就国内期刊盐湖锂发文进行内容、特点和态势分析,或相关期刊将盐湖锂作为其重点组稿内容,都会对盐湖学科的发展以及盐湖锂资源的开发产生积极作用。

DMSNs基功能材料对染料吸附降解性能的研究进展

染料作为工业废水污染物对人类健康和生态环境造成了严重危害,如何绿色高效的去除废水中染料及其衍生物具有重要意义。树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs)具有中心辐射状孔道、比表面积大、孔隙率高等特点,因而在染料治理领域备受青睐。本文介绍了DMSNs对染料吸附降解性能的最新研究进展,涉及染料主要包括亚甲基蓝、甲基橙、刚果红、孔雀石绿等。重点阐述了DMSNs基吸附剂的制备方法及其对染料的吸附降解效率,为后续相关研究提供参考。最后对DMSNs基功能材料处理染料的发展趋势进行了总结与展望。

MOF/COF膜在重金属分离和脱盐领域的研究进展

特定结构的金属/共价有机框架(MOF/COF)及其高效渗透性在分离和脱盐领域引起广泛关注。目前纳米材料与化学结构的研究,促进了具有独特原子厚度、有效支撑和优异机械性能的MOF/COF膜的发展。文章介绍了MOF基膜和COF基膜的设计策略、性能和在环境领域的应用,特别是膜在去除重金属离子和海水淡化领域应用。同时提出了MOF膜和COF膜及膜分离技术在未来发展中遇到的机遇和挑战,为膜材料的合理设计和应用研究提供了未来的方向。

相变储能材料六水氯化钙的储热性能优化研究

六水氯化钙(CaCl_(2)·6H_(2)O)的相变温度约为29℃,相变潜热约180.0~190.8 J/g,因其潜热高,成本低,无毒等优点广泛应用于建筑材料中,但CaCl_(2)·6H_(2)O在实际应用中存在着储热性能差、衰减严重等缺点。通过差示扫描量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射法(XRD)对比了CaCl_(2)·6H_(2)O在改性前后的潜热性能、形貌及晶体结构差异。结果表明,通过对CaCl_(2)·6H_(2)O的水含量进行精确调控,材料的相变潜热从158.6 J/g提升至194.8 J/g,潜热存储能力得到极大的提升。

拉果错盐湖卤水蒸发过程中Li^(+)富集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H_(2)O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO_(4)^(2-)易与CO_(3)^(2-)竞争Li^(+)形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li^(+)的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li^(+)的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。

生物质炭基硫正极材料的制备及其电化学性能研究

锂硫电池因较高的理论比容量和能量密度在动力汽车和储能装置等领域具有广阔的应用前景,因此设计制备低成本和高性能的锂硫电池正极材料具有重要研究价值。以廉价易得且可再生的红薯淀粉为生物质碳源,经水热反应、高温石墨化以及碱活化等方法,得到表面富含多孔的碳材料。再将其与硫单质按不同比例混合,通过熔融扩散法制备锂硫电池正极材料。运用X射线衍射、氮气吸附、X射线光电子能谱等手段对材料的表面形貌和结构进行了表征。另外,对利用该材料组装的电池进行电化学测试,结果显示碳/硫比为1∶2时,电池具有更优良的循环及倍率等电化学性能,其在0.1 A g^(-1)下的初始放电容量为1 470.6 mAhg^(-1),恒电流循环300圈后容量为754.6 mAhg^(-1);并在3 C下的放电容量达到864.1 mAhg^(-1)。研究成果为自然界中生物质转化为功能性碳材料提供了一种新思路。

1-羟基-4-对甲苯胺基蒽醌富集(7)^Li的研究

(7)^Li由于其中子反应截面较小,可以用作核工业中的中和剂、载热剂,其自然丰度为92.5%,为达到核工业应用需要的丰度(99.99%),必然要进行(7)^Li的富集。β-双酮及其衍生物为常见的具有富集(7)^Li效应的螯合剂。以含有季铵盐和1-羟基-4-对甲苯胺基蒽醌的苯甲醚溶液作为有机相,碱性锂盐溶液作为水相,两相振荡混合得到富集(7)^Li的沉淀,并对其分离性能进行考察。研究发现随着少量季铵盐的引入,在高碱性的条件下螯合剂利用率以及沉淀相(7)^Li丰度得到了很大的提升。还优化了反应条件,计算了同位素交换的热力学参数。

化学交换法分离锂同位素研究进展

锂同位素(~6Li和~7Li)是核能源开发所需要的重要原料,在能源、环境和国防安全等领域具有重要应用价值。本文从已报道的化学交换分离锂同位素方法中,对锂汞齐法、溶剂萃取法、离子色层交换法和膜法进行了系统的总结、归类和评述,详细分析了各种化学交换法的分离机理和特点。结果表明,化学交换法分离锂同位素的分离效应与体系中络合剂与锂离子键合作用相关,锂汞齐法会因环境问题将被其他无汞分离体系取代。此外,溶剂萃取法、离子色层交换法和膜法都具有较大的分离效应,均是非常有前景的锂同位素分离方法。最后,对锂同位素分离研究领域的未来方向提出了一些建议,如新型螯合剂设计合成,不同分离工艺的联用和不同实验条件下分离机理中尚待解决的理论问题。

碱性亚硫酸钠解决氯气二次污染的工艺研究

工业上一般采用氢氧化钠或氢氧化钙溶液吸收含氯废气,生成的次氯酸钠或次氯酸钙不稳定,容易再次释放出二次氯气污染。文中采用模拟的碱性亚硫酸钠生产废液还原吸收氯气,检测吸收后的气体是否出现氯气报警,分析吸收尾液中的次氯酸根,来检测吸收的效果和吸收尾液的化学稳定性,研究了不同氢氧化钠与亚硫酸钠摩尔配比下的氯气吸收后的氯离子、硫酸钠以及残余的亚硫酸根、次氯酸根质量浓度。结果表明:碱性亚硫酸钠废液吸收后的尾液中不再含有次氯酸根,有效地避免二次氯气污染的产生,实现了以废治废的目的。

一步水热法构筑镁合金超疏水表面及其性能研究

利用一步水热法在镁合金表面构筑了超疏水表面.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射(XRD)、接触角测量仪对其表面形貌、组成和润湿行为进行了研究,采用电化学极化曲线测试对超疏水涂层的耐腐蚀性能进行了考察.结果表明,一步水热法构筑的镁合金超疏水涂层由微/纳米二级结构组成,最优条件下改性表面接触角和滚动角分别为163.3°和2.8°,具有良好的耐腐蚀性能、耐酸碱性能和稳定性.

KNO_(3)溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H_(2)O)_(n)]+,[NO_(3)(H_(2)O)_(n)]-和KNO_(3)(H_(2)O)_(n)水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR)KNO_(3)溶液,目的在于深入理解KNO_(3)溶液中K^(+)和NO_(3)^(-)的微观水合结构,以及K^(+)-NO_(3)^(-)离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO_(3)(H_(2)O)_(n)(n=6,8,10和12)水合团簇,K^(+)第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K^(+)和NO_(3)^(-)主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO_(3)溶液中形成了直接接触K^(+)-NO_(3)^(-)离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO_(3)稀溶液中主要存在物种为水合K^(+)和NO_(3)^(-),随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K^(+)-NO_(3)^(-)离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。

高寒矿区草本植物根系增强排土场边坡土体抗剪强度试验研究

为研究草本植物根系对增强高寒地区露天煤矿排土场边坡土体抗剪强度的贡献以及相关因素对边坡土体抗剪强度的影响,以青海境内祁连山北缘江仓露天煤矿排土场为试验区,在排土场边坡组合种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和冷地早熟禾(Poa pratensis L.) 2种草本植物,在边坡3个不同位置处分别制取不含根系素土和根-土复合体试样进行直剪试验,探讨土体物理力学性质以及植物根系数量与根-土复合体抗剪强度之间的关系。结果表明:(1)随着边坡海拔升高,坡面浅层素土和根-土复合体试样的密度和砂粒含量呈显著增加,含水率、粉粒和黏粒含量显著降低;(2)与边坡素土试样抗剪强度相比,坡底、坡中和坡顶位置处根-土复合体抗剪强度增幅分别为4. 09%、18. 92%和0. 69%;(3)在素土和根-土复合体试样中,含水率与黏聚力之间呈显著负相关关系,相关系数分别为-0. 943和-0. 969;土体中砂粒含量与内摩擦角之间呈显著正相关关系,相关系数分别为0. 940和0. 926;(4)坡底至坡顶位置处根-土复合体的黏聚力与素土相比,增幅分别为29. 23%,54. 40%,26. 45%。

吸附法分离硼的研究进展

介绍了硼的基本属性、来源、存在形式、对动植物和环境的影响及吸附法分离硼的意义。目前研究和开发的硼分离技术有酸化法、碱沉淀法、萃取法、逐级结晶法、浮选法、反渗透法和吸附法。研究结果表明,吸附法以选择性高、分离效果好、操作简单、环境友好等优点,成为最有前景的方法。

西宁盆地黄土区边坡土体含水量对植物根-土复合体抗剪强度影响的试验研究

为进一步研究植物根系的固土护坡力学效应,探讨边坡土体含水量对植物根系增强土体抗剪强度的影响,以西宁盆地长岭沟流域作为研究区,选取两种优势灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、白刺(Nitraria sphaerocarpa Maxim.)和两种优势草本植物芨芨草(Achnatherum splendens(Trin.)Nevski)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn.Gaertn.)作为供试种,设置土体含水量分别为6%、10%、14%、18%、22%5种不同梯度条件,制备根-土复合体和不含根系素土扰动试样,并在室内分别进行直剪试验,分析5种含水量条件下根-土复合体抗剪强度指标的变化规律。试验结果表明:4种草本和灌木植物根系具有显著提高边坡土体抗剪切变形的能力,随着含水量梯度的增加,素土与根-土复合体抗剪切变形能力减弱;当土体含水量相同时,与不含根系素土试样相比,根-土复合体的黏聚力普遍大于素土,而其内摩擦角变化相对较小,其中根-土复合体黏聚力的增长量为1.94~12.17 kPa,增长幅度为34.50%~360.69%;素土与根-土复合体的黏聚力随土体含水量的增加呈二次多项式函数关系递减,且其内摩擦角亦随着含水量增加而降低,当土体含水量由6%增加至22%时,黏聚力降低幅度为28.50%~61.78%,内摩擦角降幅为38.73%。本项研究成果对于进一步探讨高寒干旱环境草本和灌木根-土复合体抗剪强度的影响因素,以及利用乡土优势植物开展植被护坡具有重要理论研究价值和实际指导意义。

邻苯二甲酸氢钾在制备碱式硫酸镁纳米线过程中的机理研究

以邻苯二甲酸氢钾(KHpht)作为络合剂,采用水热法制备出碱式硫酸镁(MOS)纳米线。通过电位滴定法分析了体系中pht^2-与Mg^2+的络合作用,并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对pht^2-的吸附作用进行了研究。结果表明:pht^2-与Mg^2+发生络合反应,使得体系中游离的Mg^2+浓度大幅降低,过饱和度也随之降低;MOS晶体表面存在着Mg-pht的化学键合作用,由于各晶面的晶格排列方式不同,使得pht^2-在MOS晶体侧面吸附比例大于纵向生长面,从而促进了高长径比MOS纳米线的生长。