快速溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石的工艺条件

采用正交试验研究了快速溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石的过程,对比了反应物的钙磷比、初始浓度、反应温度和烧结温度4因素对产物指标Ca/P的影响,采用化学方法和XRD分析了样品中的钙、磷含量和晶相结构.结果发现,快速溶胶-凝胶法制备的羟基磷灰石的纯度较高、晶相较好,4个主要影响因素中,原料钙磷比是影响产物指标的一个显著因子,决定着产物以何种晶相出现.对产物指标的影响大小依次为:钙磷比 > 初始浓度＝反应温度 > 烧结温度.     

硅酸钙矿物的晶体结构

通过Reax FF反应力场能量最小化方法优化了几种硅酸钙矿物的晶胞参数和原子坐标,采用径向分布函数及配位数的计算,分析了以硅酸三钙、硅酸二钙、硅灰石、假硅灰石、硅钙石和斜方硅钙石等为代表的硅酸钙矿物的晶体结构,从而揭示了不同钙硅比和不同硅氧四面体链接方式的矿物化学性质及水化活性差异的机制。     

前驱体转化法制备复相磷酸钙

对化学沉淀法制备复相磷酸钙过程中无定型磷酸钙（TCP）前驱体（钙磷物质的量比为1.500)和羟基磷灰石（HA）前驱体（钙磷物质的量比为1.667）的相互转化进行了系统研究。结果发现,体系pH=11.0时,TCP前驱体可以继续同一定量的Ca²⁺反应,在24h内完全转化为HA前驱体;相反,HA前驱体与PO^3-₄反应向TCP前驱体转化很慢。应用前驱体转化法制备了钙磷物质的量比分别为1.600和1.636的复相磷酸钙,发现900℃灼烧2h后得到α-TCP/HA复合物,与相同条件下传统化学沉淀法制得的产物α-TCP/β-TCP/HA有一定差别。     

CTAB添加量对硅-磷灰石成分和形貌的调控研究

磷酸钙是人体骨组织无机质的主要成分,而硅(Si)元素被证明具有诱导成骨的作用.因此,含Si的磷酸钙作为骨缺损修复材料受到了广泛的研究.以四水合硝酸钙(Ca(NO₃)₂·4H₂O)、磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)和正硅酸乙酯(TEOS)分别为钙(Ca)源、磷(P)源和Si源,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,采用水热法合成纳米硅-磷灰石粉体.研究了水热反应中CTAB添加量对合成的纳米硅-磷灰石粉体的化学组成、晶体结构和形貌的影响.结果表明：CTAB的加入不仅能降低纳米硅-磷灰石的颗粒尺寸,还能促进Si进入磷灰石晶格,提高硅-磷灰石中Si的含量.当CTAB添加量为0.55 g时,合成的硅-磷灰石的物质的量之比n(Ca)∶n(P)∶n(Si)可达5∶2∶1,此纳米硅-磷灰石粉体经高温煅烧后,更易于形成正交结构的硅磷酸钙(Ca₅(PO₄)₂SiO₄,CPS)相...     

pH为10至11时羟基磷灰石液相生成动力学

利用液相沉淀法研究了ｐＨ为１０－１１时，「Ｃａ＾２－」浓度大于０．５ｍｏｌ／Ｌ条件下基磷灰石的生成机理及其动力学。结果表明反应经历了从磷酸八钙很快转化为非晶态磷酸钙，继而转化为缺钙羟基磷酸石和羟基磷灰石的过程。     

羟基磷灰石的常温常压合成

以C aO和(NH4)2HPO4为前驱体,在常温常压下合成了纳米羟基磷灰石晶体,结果显示该产物具有弱结晶结构,钙磷摩尔比为1.661,属非化学计量,与自然骨中的羟基磷灰石极相似.当C aO质量分数为1.0369%,(NH4)2HPO4为0.224 m o l/L时,在常温常压下搅拌3 h,陈化3 d产率可达80%.     

动物骨源灰分掺杂Na2O-CaO-SiO2系 硅灰石微晶玻璃结构与性能研究

采用烧结法制备了钠钙硅系硅灰石微晶玻璃,利用动物骨源灰分(骨灰)引入羟基磷灰石进行掺杂,研究了不同骨灰掺杂量对硅灰石微晶玻璃的烧结工艺、物相组成、微观结构和性能的影响。结果表明:随着骨灰质量分数的增加,玻璃软化温度逐渐升高,气孔率增加,显微硬度、抗压强度、收缩率、体积密度均逐渐降低,硅灰石的晶相含量逐渐减少,羟基磷灰石晶相含量增多;骨灰质量分数为40%时,样品中硅灰石为主晶相、羟基磷灰石为次晶相,显微硬度为484.5Hv0.1,抗压强度为221MPa,满足骨修复材料的需要。当掺杂60%和80%骨灰时,主晶相为磷酸三钙,次晶相为少量的硅灰石和羟基磷灰石。     

诱导HAP结晶回收污水中磷主要影响因素分析

为了从污水中回收磷,采用以方解石为晶种在流态化结晶反应柱中诱导羟基磷酸钙(HAP)结晶的方法,考察了反应时间、反应温度、晶种投加量、pH值、Ca/P摩尔比、曝气量对诱导HAP结晶效果的影响.试验结果表明:该诱导结晶反应属于准一级反应,反应的活化能为5.96kJ/mol;pH值对HAP诱导结晶反应影响较大,当pH>8.5时可获得较好的磷回收率.最佳工艺参数为:当进水中磷浓度为20 mg/L、pH为9、反应时间为100 min、Ca/P摩尔比2.5、晶种投加量为60 g/L、反应温度为室温(20±1)℃、曝气量为270 L/h时,诱导结晶反应柱内磷回收率可达92.5%.以上结果表明,以投加晶种诱导HAP结晶的方式回收污水中的磷是可行的,与反硝化同步脱氮除磷工艺耦合将有助于提高污水处理效果和资源回收再利用.     

光稳定剂3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸-2,4-二叔丁基苯基酯的合成

研究了以3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸和2,4-二叔丁基苯酚为原料,SOCl2为酰化试剂,一锅法合成光稳定剂3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸-2,4-二叔丁基苯基酯的工艺.通过实验考察了投料比、温度及酰化试剂用量对反应的影响,确定了较佳的工艺条件:3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸与2,4-二叔丁基苯酚的物质的量比为1∶1.1;酰化剂SOCl2与3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸的物质的量比为1.2∶1;反应温度为70℃;反应时间为11 h.还考察了结晶溶剂的种类、用量和温度对产品质量和收率的影响,得到了较佳的结晶工艺条件:V(正丁醇)/m(初产物)为1.4 m L/g;结晶温度为25℃.产品总收率可达83.0%.     

钾矿与不同钙质原料制备的硅钙钾肥中有效硅的性质对比研究

以不溶性含钾硅酸盐岩石与不同钙质原料(石灰石、磷石膏和磷石膏钙渣)制备硅钙钾肥,并以水和柠檬酸溶液为浸取液,采用硅钼蓝分光光度法于680 nm波长处测定硅钙钾肥中有效硅的溶出率。采用正交试验设计法探索了影响硅钙钾肥中有效硅溶出的相关因素,对硅钙钾肥的使用和推广具有一定的指导意义。     

不同反应温度和原料对化学沉淀法制备纳米羟基磷灰石的影响

使用不同磷源与钙源制得纳米羟基磷灰石,并利用X射线衍射、红外光谱、透射电镜、热重分析等分析手段对产物进行表征,探究不同的反应温度、不同原料等实验条件对产物的组成、形貌及尺寸的影响。结果表明：升高温度有利于晶体生长;不同钙源对产物的影响不大,改变磷源对产物组成的影响较大;产物羟基磷灰石中的磷酸根会被磷酸氢根所取代,并且以磷酸氢二钠为原料时产物中磷酸氢根含量最高。     

矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C—S—H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca2Al4Si4O15(OH)2.4H2O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

稠油废水高倍蒸发浓缩污垢的形成和模拟

研究了稠油废水蒸发浓缩过程中污垢的形成规律.在蒸发浓缩的试验基础上,首先通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对污垢进行分析,确认污垢的晶体成分,然后据此建立3层析晶污垢的沉积模型,即由碳酸钙盐(如CaCO3)、复盐(如Na2CaSiO4,Ca8Si5O18)和硅酸盐(如Ca2SiO4)等形成的混合污垢的沉积模型.通过污垢热阻的模拟计算发现,污垢的主要组分是碳酸钙盐,其污垢热阻占总污垢热阻的91.76%;模拟结果与试验数据相吻合,说明3层析晶污垢模型可以描述稠油废水蒸发过程中的析晶结垢规律,为稠油废水蒸发过程中污垢的防治提供理论基础.     

Relationship between the microstructure and reaction performance of aluminosilicate

A systematic study was conducted to comprehend the mechanism of thermal activation of silica-alumina materials by using 29Si and 27Al magnetic angle spinning nuclear magnetic resonance (MAS NMR) spectroscopy. The reaction performance of silica-alumina-based materials with different molar ratios of Si/Al, which were thermally activated, was also investigated. With the increase in calcining temperature, the coordination of Al in metakaolin becomes four, five, and six firstly, and then transforms completely to four and six. It is indicated by identical coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP) and NMR that, the reaction performance of monomeric silicate anions is better than that of polymeric silicate anions which are primarily cross-linked in the alkali solution. Moreover, it also shows that the thermal activation temperature, cooling method, and the molar ratio of Na/Ca have remarkable effects on the reaction performance.     

化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的条件研究

对化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的工艺条件进行了系统研究.采用正交实验,将产物分子中钙磷原子的摩尔比即n(Ca)/n(P)作为控制指标,对影响该指标的4个要素在4个水平上进行考察,并对实验数据进行了直观分析.结果表明,当控制反应物的钙磷源配比为1.50、pH值为11、反应温度为25℃、反应时间为3 h时,制得的β-磷酸三钙纯度最高,并用化学分析法和XRD进一步确证了实验结果.     

硅灰石-硅溶胶浆体的固化机理研究

研究了硅灰石－硅溶胶浆体的固化过程及机理，结果表明：浆体的初期固化是由于硅灰石胶粒中Ca^2 的溶出，导致硅溶胶的凝胶化；后期固化则存在Ca^2 与溶胶作用形成类似水化硅酸钙产物的过程，硅溶胶中的Ca^2 离子促进硅灰石胶粒中Ca^2 的溶出，从而促进水化硅酸钙的形成。     

一种新型磷酸硅铝分子筛的合成及表征

采用水热合成法,以三乙烯四胺(TETA)为模板剂,磷酸、正硅酸乙酯、乙酸镁及氢氧化铝为原料,通过调节模板剂的用量、晶化温度、晶化时间和 pH 值,合成出含镁的磷酸硅铝分子筛,原料的物质的量之比为 n(P): n(Si): n(H2O): n(Ni): n(Al): n(TETA)=1.00:0.25:0.18:0.51:30.00:0.65,晶化温度为150~170, pH ℃值为6.0,晶化时间为24 h     

Dynamics of crystallization and dissolution of calcium orthophosphates at the near-molecular level

Although extensive investigations of biogenic and geological calcium phosphate crystallization/dissolution and their phase transformations have been performed,the mechanisms of crystallization and dissolution of sparingly soluble calcium phosphates in geological settings have not been completely determined at the near-molecular level.In particular,an understanding of the physical-chemical processes at the earliest nucleation stage and the subsequent crystal surface dynamics in soil solutions is lacking.This review focuses on the earliest events in homo/heterogeneous nucleation from an initial supersaturated solution phase,the subsequent growth of calcium phosphate phases,and the relevant influences of the presence of additional inorganic and organic molecules in both geological and biological settings.These studies have implications for the understanding of the complex processes of calcium phosphate transformations in soils,and provide possible physical-chemical mechanisms for the biogeochemical behavior of phosphorus at the near-molecular level.