Ca(OH)_2–H_2O–CO_2系统气液反应结晶实验研究

通过实验方法研究饱和氢氧化钙溶液与CO_2反应结晶生成碳酸钙沉淀的过程.研究不同操作条件对体积传质系数、反应结晶速率以及产品最终粒度分布的影响.实验结果表明:气液体积传质系数随着搅拌速率与气体流量的增加而增加;反应结晶速率随着搅拌速率、气体流量与CO_2体积分数的增加而增加;而晶体平均尺寸随着搅拌速率和CO_2体积分数的增加而降低;气体流量对晶体的粒度分布无显著影响.碳酸钙晶体同时存在生长与聚并现象.     

旋转填充床技术用于烟气脱硫试验研究

以水、氢氧化钙和氢氧化镁悬浮液为吸收剂,在旋转填充床内进行了烟气脱硫实验.着重研究了吸收液流量、吸收剂浓度、进气SO2浓度和旋转床转速对传质速率的影响,分析了各因素对SO2传质速率产生影响的原因.结果表明,在确定的实验条件下,碱性悬浮液吸收SO2的传质速率是纯水的3～4倍,增大吸收液流量和旋转床转速可使SO2的传质速率得到极大的提高.     

旋转填充床技术用于烟气脱硫试验研究

以水、氢氧化钙和氢氧化镁悬浮液为吸收剂,在旋转填充床内进行了烟气脱硫实验．着重研究了吸收液流量、吸收剂浓度、进气SO2浓度和旋转床转速对传质速率的影响,分析了各因素对SO2传质速率产生影响的原因．结果表明,在确定的实验条件下,碱性悬浮液吸收SO2的传质速率是纯水的3—4倍,增大吸收液流量和旋转床转速可使SO2的传质速率得到极大的提高．     

KCl-MgCl_2-H_2O体系25℃盐析光卤石的等温热力学与结晶规律

光卤石可以采用盐析的方法生产,即在光卤石饱和液中加入老卤或水氯镁石使光卤石析出.本文选择KCl–Mg Cl2–H2O体系,对老卤和水氯镁石盐析光卤石的相关热力学和结晶规律进行研究.文中使用了盐析结晶和兑卤结晶两个概念,并将实际的光卤石盐析生产过程分为直接反应、兑卤结晶、盐析结晶以及由这些基本过程叠加而成的连续结晶过程.热力学研究表明:采用盐析结晶,钾盐的总回收率可达90%以上,而兑卤结晶不足56%.盐析结晶对光卤石的饱和度远大于兑卤结晶的过饱和度,而这种饱和度可通过分步进料或连续进料方式得到减小.结晶动力学研究考虑了兑卤加料速率、盐析加料方式、叠加操作周期等因素对光卤石粒度及其分布规律的影响.在连续结晶中,盐析过程对粒度增长的作用大于兑卤过程的作用,通过4个周期的叠加操作,光卤石的平均粒度可达到300,μm以上.     

乙醇结晶法提取硼铁矿酸浸液中的硫酸镁

提出一种通过乙醇结晶提取硼铁矿酸浸液中硫酸镁的新方法,并计算硫酸镁分别在水溶剂和水-乙醇混合溶剂中的溶剂化能以及溶解过程的焓变(△Hs)和吉布斯自由能变(△Gs),从理论上验证该方法的可行性.考察溶液pH、乙醇加入量、结晶温度和初始硫酸镁浓度对硫酸镁在水-乙醇相中结晶析出的影响.研究结果表明硫酸镁在水-乙醇混合溶液中结晶析出的最佳条件为:溶液pH在1.5～2.0之间,乙醇加入体积为溶液体积的1.5倍,结晶温度为常温(l0～30℃),硫酸镁的初始浓度在1.5 mol/L以上.在此条件下,硫酸镁的析出率达到97.73％,通过XRD和TG测试分析验证结晶析出产品为七水硫酸镁,测定其纯度为99.10％,达到七水硫酸镁的国家化工行业标准HG/T2680-2009中的Ⅰ类一等品的要求.     

用阴极沉淀法制备超细金属氧化物粉体

针对超细氧化物粉体制备条件苛刻、体系复杂等问题,对阴极沉淀制备氧化物方法进行研究。采用自制的以阴离子渗透膜为隔膜的两室电解装置,在阴极电流密度为50~150 A/m2时,对热解Ti3+、Mg2+及两复合离子的阴极沉淀物进行对比分析实验,探讨分散剂、电流密度、溶液pH值等因素对氧化物形貌和粒度的影响。结果表明:三种沉淀均能得到粒度较均匀的超细氧化物,易于水解沉淀得到的TiO2粒度随电流密度增加变化不明显,经过热解氢氧化镁得到的MgO,其粒度随电流密度增加呈增大的趋势,而复合离子氧化物的粒度更接近同条件下得到的MgO粒度。添加分散剂前后制备的氧化物颗粒形貌未见明显变化。该方法具有一定的通用性,通过金属离子沉淀、热解可以得到粒度较均匀的超细氧化物。     

TSCR流程生产钛微合金化高强耐候钢中的析出物

运用电子显微镜和化学相分析等多种实验手段研究了Ti微合金化高强耐候钢中的析出物,并在热力学计算的基础上分析了其析出过程. 结果表明:钢中主要存在TiC,TiCN,Ti4C2S2,TiN等析出物,连轧前TiN的析出过程已基本完成;大量纳米尺寸的TiC球形析出物粒子在铁素体的位错线上分布;Ti含量增加改变了MC相的粒度分布,小尺寸粒子的体积分数显著增加,增强了沉淀强化的效果.     

盐湖卤水制备棒状氢氧化镁

以卤水浓缩结晶得到的水氯镁石为原料,采用两步法制备棒状氢氧化镁,即先用氨法制备纤维状碱式氯化镁(Mg3Cl(OH)5·4H2O)前驱体,再将前驱体用烧碱转化为棒状氢氧化镁。探讨Mg2+浓度、反应时间、陈化时间对前驱体成分和形貌的影响。在碱式氯化镁转化为氢氧化镁的过程中,探讨反应溶剂的组成与反应温度对氢氧化镁形貌的影响。研究结果表明:只有Mg2+浓度大于3.0 mol/L时才能得到碱式氯化镁,Mg2+浓度小于3.0 mol/L时只能得到氢氧化镁;随着反应时间的增加,前驱体部分转化为氢氧化镁;随着陈化时间的延长,前驱体结晶趋于完善,粒子表面更加光滑规则,长径比由8.3增加到35.6;溶剂组成对氢氧化镁的形貌影响显著,在纯水体系中,氢氧化镁团聚严重,棒状颗粒少,在乙醇体系中,氢氧化镁分散性好,表面光滑,棒状粒子产率高。在乙醇体系中,40℃反应1 h,得到长径比大于25.0,纯度达99.8%以上的棒状氢氧化镁。     

铝酸钠溶液种分过程中草酸钠结晶析出的行为

拜耳法氧化铝生产过程中,草酸钠在铝酸钠溶液晶种分解工序造成诸多负面影响.本文对种分过程草酸钠结晶析出的行为进行研究.用含草酸钠的合成和工业铝酸钠溶液分别进行分解实验,考察草酸钠对分解产物粒度和形貌的影响,并对草酸钠的结晶习性、草酸钠与氢氧化铝之间的相互作用规律进行探究.结果表明,草酸钠在氢氧化铝表面或颗粒间隙结晶析出,使氢氧化铝二次成核增加,并严重阻碍氢氧化铝的附聚,这是其造成产品氢氧化铝粒度细化的主要原因.     

反应物浓度对三水碳酸镁晶体的形貌调控

以MgCl_2·6H_2O和NH_4HCO_3作为反应原料,采用液相合成法制备出棒状及放射状形貌的三水碳酸镁晶体,对晶体结晶生长中的影响因素进行了探讨。结果表明:当反应物料浓度在0.1 mol/L时,晶体结晶生长发育不完整,以颗粒状形貌为主;随着反应物浓度的增大,晶体形貌逐渐由放射状向棒状转变。研究结果对晶体结晶生长调控具有一定的指导作用。     

隔膜电沉积法制备片状氢氧化镁及其影响因素

以氯化镁为原料,采用隔膜电沉积法制备了片状氢氧化镁.考察了氯化镁浓度、反应温度、电流密度对氢氧化镁形貌及颗粒粒径的影响.采用SEM和激光粒度分布仪对产物氢氧化镁的形貌和颗粒粒径大小进行了表征.结果表明,该法获得的产物沉降快且易分离;电解质浓度增加,片状形貌更大且更厚,颗粒粒径变大;反应温度升高,导致片状形貌缺陷增大,团聚更严重,颗粒粒径先减小后增大;电流密度增强,造成片状特性变差,最终出现枝状形貌,颗粒粒径减小.对样品进行BET检测,发现合成样品中比表面积最大可达82.36 m2/g,对甲基紫的吸附量可达1 256 mg/g.     

共沉淀法制备镁锰双金属氢氧化物及表征

以氯化镁、氯化锰、氢氧化钠及碳酸钠为原料,采用共沉淀法合成镁锰双金属氢氧化物(Mg-Mn-LDH).探讨镁锰摩尔比、反应温度、反应时间等条件对镁锰双金属氢氧化物(Mg-Mn-LDH)结晶性的影响.通过XRD和SEM对产物结晶性、组成结构等进行表征.实验结果表明,在镁锰摩尔比3∶1、反应温度40℃、反应3h、长陈化时间和反应体系pH 13下,制备出的产物的结晶性最好,层状结构也最清晰.     

利用菱镁矿制备氢氧化镁

以菱镁矿为原料,研究常压下制备氢氧化镁的新方法.首先通过煅烧试验,得出保证菱镁矿达到充分分解且其分解产物氧化镁具有较高活性的煅烧条件是煅烧温度600℃,煅烧时间9 h;提高煅烧温度到700~750℃,煅烧时间为2~4 h时,菱镁矿的分解率也达到最高值,但其氧化镁活性有所降低;其次以氧化镁粉为原料,研究常温下化学合成氢氧化镁粉剂的制备方法.结果表明对快速合成的絮状氢氧化镁沉淀物进行80℃水热老化处理30 min,可得到过滤性能较好、纯度较高、均一规则六边形薄片状氢氧化镁粉体,从而得出水热老化反应是制备较规则形貌氢氧化镁的重要方法.     

三水合艾司奥美拉唑镁反应结晶过程晶型控制

对三水合艾司奥美拉唑镁制备过程中晶型控制进行研究,同时对产物的粒度分布等性质进行了工艺优化实验。通过X射线粉末衍射表征产物晶型,借助于二维在线成像系统监测三水合艾司奥美拉唑镁反应结晶过程中的晶体形貌变化,运用马尔文激光粒度仪辅助监测晶体的粒度分布变化。考察了结晶温度、反应物的浓度等因素对三水合艾司奥美拉唑镁晶型与晶习的影响。结果表明,三水合艾司奥美拉唑镁结晶方式为球形结晶,结晶温度是影响晶型的关键因素,优化后的结晶温度为25 ℃。优化后的工艺可以制备晶型固定、粒度分布均匀、平均粒度大的三水合艾司奥美拉唑镁药物颗粒。     

海水制备阻燃型氢氧化镁的研究

以海水为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用水热法制备了粒度大、分散性好的氢氧化镁。通过IK、TEM及XRD等手段分别袁征了产品的粒度、形貌特征及属性。通过控制反应温度法沉降-分离除去由海水-NaOH法制备的氢氧化镁中的氯。该法在反应温度为60℃时具有最大的沉降体积。其较优换水洗涤沉淀次数为1次。实验发现当反应温度为180℃、反应时间6h时可获得粒度大、分散性好的氢氧化镁晶体。透射电镜显示氢氧化镁晶体粒度分布均匀、分散性好。本方法不仅生产工艺简单,且生产成本低,具有较高的经济效益。可望在利用海水镁资源研究中进一步中试。     

松木屑非等温热解动力学研究

通过热重分析法在不同升温速率(分别为10,30,50℃.min-1)下,采用非恒温热重法,以氩气为载气,流速60 mL.min-1,初温为30℃,加热终温为950℃.对粒径为80目的松木屑热裂解时的热失重行为进行了研究.结果表明:松木屑热解分为四个阶段,主要由预热干燥阶段、热解预热阶段、热分解阶段和热缩聚阶段4个阶段组成;生物质松木屑主反应阶段主要集中在180～600℃左右;随着升温速率的增大,松木屑原料热解的起始温度、热解最大速率所在的温度Tmax及热解终止温度都向高温处稍微移动.使用了Flynn-Wall-Ozawa积分法、Coats-Redfern积分法和Achar微分法对松木屑热解动力学参数进行求取,Flynn-Wall-Ozawa积分法得到的松木屑在热解过程中不同失重率下(0.1～0.80)的活化能都集中在142.35～220.12 kJ.mol-1范围内.按照Bagchi法对松木屑热裂解过程的最概然机理函数进行了推断.松木屑热裂解的最概然机理函数为15号机理函数随机成核和随后生长,反应级数n=2(Code:AE2),函数名称是Avrami-Erofeev方程.     

MPCVD金刚石薄膜形貌与晶向

以甲烷、氢气做为气源,利用微波等离子气相沉积的方法在硅片上沉积金刚石薄膜。研究了不同浓度的甲烷对金刚石薄膜形貌和晶向的影响。结果表明:当甲烷浓度为2.44%时,金刚石薄膜晶粒尺寸小,晶形较差,晶面取向以(111)、(220)面为主;甲烷浓度为0.50%时,金刚石薄膜晶粒尺寸较大,晶粒棱角分明,晶面取向以(111)面为主。     

Mineralization of flue gas CO2 with coproduction of valuable magnesium carbonate by means of magnesium chloride

CO2 mineralization and utilization is a new area for reducing the CO2 emissions. By reacting with natural mineral or industrial waste, CO2 can be transformed into valuable solid carbonate （such as calcium carbonate or magnesium carbonate） with recovery of some products simultaneously. In this paper, a novel method was proposed to mineralize CO2 by means of magnesium chloride with small energy consumption. In this method, magnesium chloride was firstly transformed into magnesium hydroxide by electrolysis. The formed magnesium hydroxide showed high reactivity to mineralize CO2. In our study, even at low concentration, CO2 can be effectively mineralized by this method, which makes it possible to directly mineralize flue gas CO2, avoiding the expensive process of CO2 capture and purification. Moreover, valuable products such as hydromagnesite and nesquehonite can be recovered by this method. Because of the wide distribution of magnesium chloride in nature, largescale CO2 mineralization is potential by means of magnesium chloride.     

制备条件对拟薄水铝石晶粒度与孔结构的影响

采用反应结晶法,以偏铝酸钠、硫酸铝为原料,制备了一系列拟薄水铝石样品．用X射线衍射、氮吸附脱附、扫描电镜等方法分析了制备条件对拟薄水铝石晶粒度与孔结构的影响．实验结果表明：拟薄水铝石的平均晶粒度随pH值、温度及老化时间的增加而增加;较低pH值或温度下生成无定形凝胶,较高的pH值或温度下生成了薄水铝石或β-三水铝石;温度升高与老化时间增加可分别有利于大孔的形成与整体孔数量的增加;晶粒度较大的单一拟薄水铝石样品,其表面积与孔容也较大．在 pH 值为8.6、反应温度75,℃及老化时间2,h 的优化制备条件下,拟薄水铝石具有单一晶相,平均晶粒度为4.58,nm,比表面积为342,m2/g,孔容为0.533,cm3/g,平均孔径约为3,nm,形貌如绒毛球状．     

镁-铝水滑石及其衍生复合氧化物的合成

用共沉淀法制备Mg Al水滑石。利用XRD、BET等手段 ,考察了共沉淀剂、pH值、原料的滴加速度、搅拌速度、晶化温度、晶化时间、焙烧温度等合成条件对合成物相、结晶度及其衍生复合氧化物的比表面、孔径的影响。实验结果表明 ,共沉淀剂种类不影响水滑石的晶体形成 ;单一晶相水滑石形成的pH值范围为 8.5～ 9.0 ;镁与铝摩尔比 (nMg∶nAl)、晶化温度及晶化时间对水滑石的结晶度有影响 ,水热晶化法晶化时间短 ,且所得晶型好、晶粒大 ;原料的滴加速度、搅拌速度、焙烧温度对所得Mg Al O复合氧化物的比表面及孔径也有影响。由其衍生复合氧化物为载体制备的加氢脱硫催化剂的氢脱硫 (HDS)与氢氧化物 (HYD) ,随nMg∶nAl值及水滑石在载体中的质量分数的提高而降低 ,但HDS/HYD值降低 ,即对HDS的影响大于对HYD的影响。