多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺）,影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe²⁺ > Fe³⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺;3种络合剂对Mg²⁺屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca²⁺屏蔽能力为NSA > EDTA > CA,对Fe³⁺屏蔽能力为EDTA > NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。     

矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

基于配位键的自修复聚氨酯制备与性能研究

以2,6-二氨基吡啶(DAP,2,6-diaminopyridine)为扩链剂制备了功能聚氨酯预聚体(PU-DAP),采用金属离子(M为Fe³⁺,Zn²⁺和Cu²⁺)交联PU-DAP制备基于配位键的自修复聚氨酯弹性体(PU-DAP/M).结果表明:聚氨酯引入配位键具有良好的自修复性能,交联金属离子对聚氨酯的力学性能和自修复性能有显著影响. PU-DAP/Cu²⁺的力学强度为14.2 MPa,PU-DAP/Zn²⁺的力学强度为7.1 MPa,两者力学强度均高于PU-DAP/Fe³⁺(4.2 MPa),但PU-DAP/Cu²⁺的断裂修复效率为14.8%,PU-DAP/Zn²⁺的断裂修复效率为45.1%,都低于PU-DAP/Fe³⁺的自修复性能95.2%.当n(DAP)/n(Fe³⁺)=2∶1时,PU-DAP/Fe³⁺自修复聚氨酯弹性体拉伸强度为4.2 ...     

共沉淀中热力学耦合对正极材料电化学性能的影响

以共沉淀法制备钠离子层状氧化物正极材料NaNi_0.4Mn_0.4Fe_0.2O₂,采用Al³⁺有效控制和平衡共沉淀反应的过程.考察了加入Al元素带来的热力学耦合效应及对正极材料电化学性能的影响.结果表明,在Mn²⁺,Ni²⁺和Fe²⁺离子共存的环境中,由于Al³⁺更高的过饱和度和更负的吉布斯自由能变(ΔG)所产生的热力学耦合效应,显著改变了溶液离子之间的沉淀驱动力,加速Ni²⁺和Mn²⁺的沉淀并抑制Fe³⁺的沉淀.Na［Ni_0.4Mn_0.4Fe_0.2］_0.995Al_0.005O₂正极材料表现出优异的电化学性能,这归因于引入Al³⁺制备得到高质量的前驱体(［0.4MnCO₃·0.4NiCO₃·0.2Fe(OH)₃］_0.995·0.005Al(OH)₃).     

富电子材料促进芬顿反应中Fe3+还原的研究进展

芬顿反应作为一种高效的高级氧化技术,可以通过反应过程中产生的羟基自由基等活性物种无选择性地将水中的有机大分子物质降解为小分子物质,甚至完全矿化去除。传统的芬顿反应过程会产生大量铁泥等固体废弃物沉淀,限制了其大规模应用。针对这一问题,本文首先深入论述了芬顿反应过程中铁泥的产生原理,主要是由于Fe²⁺催化H₂O₂产生羟基自由基之后,自身被氧化成Fe³⁺而失去催化活性并从反应体系中沉淀作为固体废弃物排出。为使芬顿体系维持持续高效的催化性能,减少铁泥固体废弃物的产生,大量的研究采用向芬顿反应体系中引入富电子材料来促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化,包括零价铁、碳材料、金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)、羟胺、醌氢醌类、有机酸类和硼等。这些富电子材料在芬顿反应过程中能够为Fe³⁺还原提供电子,促进Fe³⁺/Fe²⁺循环,提高芬顿反应效率,减少固体废弃物产生。本文...     

火山渣负载土著氮细菌净化氨氮污染地下水特性

基于氨氮（NH⁺₄-N）污染地下水内在生态恢复机制, 利用生态安全型天然矿物材料火山渣负载地下水中土著氮细菌进行NH⁺₄-N污染地下水净化特性研究. 结果表明：火山渣负载土著氮细菌生物量约为2.12×10⁷ 个/g; 负载材料在去除地下水中NH⁺₄-N时,可有效去除水化学因子,NH⁺₄-N去除率为83.39%~98.84%,水化学因子去除能力从大到小依次为Fe²⁺,HCO^-₃,Ca²⁺,Mn²⁺,CO^2-₃,SO^2-₄,S^2-,Mg²⁺,其中Fe²⁺,Mn²⁺,S^2-,SO^2-₄一定程度上促进NH⁺₄-N净化; CO^2-₃,HCO^-₃,Ca²⁺,Mg²⁺抑制NH⁺₄-N净化; 负载材料的微观结构在净化后表面变平滑, 细小突起被覆盖. 研究结果为氮污染地下水内在生态调控修复技术研发提供了实验依据.      

吲哚-3-丙酸多功能荧光探针识别性能研究

荧光分子探针凭借其高灵敏度、精确性、高效性和实时监测等特点成为分子识别研究领域的重要途径.以吲哚-3-丙酸(HIPA)为研究对象,利用荧光光谱对其进行溶剂、阴离子、阳离子识别性能的研究.溶剂识别表明,吲哚-3-丙酸探针溶液的发射峰位随着溶剂极性的减小而发生红移,说明溶剂对该探针的荧光性能具有一定的影响.离子识别表明,在吲哚-3-丙酸乙醇溶液中,Cu²⁺、Fe³⁺、Cr₂O₇^2- 对于探针具有良好的猝灭行为,说明该探针对Cu²⁺、Fe³⁺、Cr₂O₇^2-能有效识别.     

金属离子活化过硫酸钠降解靛蓝胭脂红的研究

以搅拌釜为反应装置,直接染料靛蓝胭脂红（IC）为目标污染物模拟染料废水,比较了Mn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Mg²⁺ 6种金属离子活化过硫酸钠降解IC的效果。研究结果表明Fe²⁺对过硫酸钠的活化效果最好。通过对Fe²⁺活化过硫酸钠处理IC的条件进行优化发现,当温度为25℃、pH为7.3、IC质量浓度为200 mg/L、Na₂S₂O₈浓度为0.8 mmol/L、Fe²⁺的浓度为0.8 mmol/L时,靛蓝胭脂红的脱色率可在5 min内达到100%。     

Fe3+掺杂Bi1-xFexOCl材料的光催化和吸附性能研究

利用水热法合成了不同Fe³⁺掺杂量的Bi_1-xFe_xOCl(x=0,0.01,0.05,0.10)系列材料,并对其结构、形貌和光催化性能进行了研究.X射线衍射结果表明,Fe³⁺掺杂量为1%的材料结晶性变差,择优生长取向发生改变;随着Fe掺杂量的增加,材料结晶性又逐渐变好.扫描电子显微镜照片显示,材料的形貌由尺寸较大的板状变成大量尺寸较小薄片堆叠而成的类花状.掺杂Fe³⁺的Bi_1-xFe_xOCl(x=0.01,0.05,0.10)系列材料对水体中典型污染物罗丹明B表现出了优异的光催化降解和吸附性能.     

短纤维预制件强度对铝基复合材料组织的影响

采用GF砂型抗压强度测试仪测量了短纤维预制件压溃时的抗压强度，研究了氧化铝短纤维体积分数和黏结剂质量分数对预制件抗压强度的影响，使用金相显微镜观察了预制件强度对金属基复合材料组织的影响，试验结果表明，氧化铝短纤维预制件的抗压强度随着纤维体积分数的升高而升高，随着黏结剂质量分数的提高而升高，黏结剂浓度过低的预制件强度较低，在压力渗流过程中可能发生变形，导致复合材料组织不均匀；预制件黏结剂质量分数过高，复合材料中可能出现网状组织，甚至空洞。     

理化因素对风信子花色苷稳定性的影响

为探讨理化因子对风信子花色苷稳定性的影响,采用体外试验,以风信子‘Woodstock'花瓣为材料,研究了温度、光照、pH和金属离子等各因素对风信子花瓣中花色苷呈色及光谱特征变化规律的影响。结果表明:风信子‘Woodstock'花色苷不耐高温和强光,温度升高及延长加热时间均使花色苷降解褪色,且随着pH增大,花色苷最大吸收波长朝长波方向移动; Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Cu²⁺均使花色苷变色,但Mg²⁺对其无明显影响,Ca²⁺和Zn²⁺则在高浓度时有增色效应,Pb²⁺会破坏花色苷的稳定性而产生白色沉淀。除了Fe²⁺和Pb²⁺产生蓝移外,其他金属离子都使花色苷发生不同程度的红移。     

南水回补区地下水水质敏感指标识别及关联性研究

基于北京市通州区2011—2019年地下水位及水质数据,构建了区内南水北调回补前后多个水质指标的ROC曲线;通过识别受回补影响的、AUC>0.7的高度敏感性指标Fe³⁺质量浓度,以及AUC为0.6～0.7的中度敏感性指标NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度后发现:Fe³⁺在回补后总体质量浓度变小;NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度变大.以F^-为例,构建了R-V copula模型,结果表明:与F^-敏感性密切相关的指标分别为Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-质量浓度和pH;关联性的具体表现是Ca²⁺质量浓度与F^-质量浓度明显负相关,区内地下水回补后Ca     

铁掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化庚烯的研究

采用新的合成路线制得掺铁TiO₂纳米粒子, 通过光催化降解庚烯研究其气固复相光催化性能, 用XRD, UV-vis和XPS等方法研究了掺铁TiO₂纳米粒子的晶体结构、 光吸收特性及表面化学形态. TiO₂纳米粒子掺杂Fe³⁺后, TiO₂的光吸收阈值发生红移, 向可见光区拓展; Fe³⁺掺杂浓度和焙烧温度对掺铁TiO₂纳米粒子的气 固复相光催化降解活性有很大影响, 实验结果表明, 掺铁量为0.5%(摩尔分数), 焙 烧温度300 ℃时光催化降解活性最好.     

ZnB2O4 ∶Eu3+,Yb3+的发光性质及能量传递

采用高温固相法制备ZnB₂O₄ ∶Eu³⁺,Yb³⁺近红外发光材料, 通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱研究其制备条件及Eu³⁺和Yb³⁺掺杂对材料发光性能的影响, 并考察了反应时间及Eu³⁺和Yb³⁺掺杂摩尔分数对发光强度的影响. 实验结果表明, ZnB₂O⁴ ∶]Eu³⁺,Yb3+材料中的近红外发光是通过Eu³⁺和Yb³⁺间的能量传递实现的.     

碳钢渣处理煤矿酸性废水及其去除机理

根据阳泉市山底河流域煤矿酸性废水的特点配制了低pH值、高Fe²⁺和Mn²⁺质量浓度的煤矿酸性废水，利用碳钢渣对其进行处理，研究了碳钢渣对去除率的影响因素，并且着重探讨了去除机理。结果表明：碳钢渣对Fe²⁺去除率最高可达98.72%,对Mn²⁺的去除率最高仅为39.79%;处理煤矿酸性废水后碳钢渣表面生成了新物质Fe(OH)₃,但没有生成含Mn的新物质，证明碳钢渣对Fe²⁺的去除以化学反应为主，对Mn²⁺的去除以吸附作用为主。     

丙烯酸接枝改性壳聚糖的纤维膜制备及其对Cu2+、Cd2+离子吸附研究

以过硫酸铵为引发剂,制备壳聚糖(CS)和丙烯酸(AA)的接枝共聚物(CS-g-PAA),采用静电纺丝技术将其制备成纤维膜,考察不同接枝率、电纺溶液浓度、直流电压对电纺纤维的影响,用红外光谱、扫描电镜对共聚物和纤维膜的结构进行表征,测试该纤维对Cu²⁺、Cd²⁺离子的吸附性能。实验结果表明,接枝率越高电纺纤维形貌越好,相对最佳电纺条件为溶液质量分数15%和电纺电压11 kV;CS-g-PAA电纺纤维膜对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附量相比CS提高了25.39%和82.28%,相比CS-g-PAA其吸附速度更快,但其饱和吸附容量比较接近。     

改性多孔硅酸镁纳米材料对废水中Ni2+的吸附性能

将十二烷基磺酸钠(SDS)改性的系列多级孔硅酸镁纳米材料(FMS)用于吸附工业废水中重金属离子Ni²⁺,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)测定吸附前后溶液中Ni²⁺的浓度,对所测定的实验数据用动力学和Langmuir吸附模型进行拟合。根据系列改性材料表征数据和实验数据拟合结果,研究系列改性材料的吸附行为及其对Ni²⁺的吸附效能与吸附材料比表面积、孔结构等性质之间的构-效关系。结果表明：孔径和比表面积更大的5-FMS(FMS中添加5%(质量分数)SDS)对Ni²⁺的平衡吸附量最大,可达231.62 mg/g;所有材料对Ni²⁺的吸附行为均符合拟二级动力学模型,表明化学吸附在吸附过程中占主导地位;同时所有材料对Ni²⁺的吸附较好地符合Langmuir吸附模型,即为单分子层均匀吸附,其中5-FMS理论吸附量最大,为280.40 mg/g;该系列材料主要是通过静电吸附、表面金属离子(Mg²⁺)和酸性基团与溶液中Ni^2+<...     

橡子壳色素的染发性能研究

以橡子壳20%的乙醇水溶液提取物为染料,采用先染后媒的染色方法,探讨媒染剂种类、上染温度、染液pH、染色时间、染料浓度等对染发效果的影响.实验结果表明,Fe²⁺和Fe³⁺使毛发显示为灰绿色,Al³⁺和Zn²⁺显示出黄色.以5%的FeSO₄·7H₂O为媒染剂,改变染色工艺条件,能得到色彩丰富的上染效果.用于染发剂,橡子壳提取物是一种颜色较为丰富、对毛发损伤程度小、色牢度好且安全性高的天然染料.     

共存阳离子对含锰酸性矿山废水化学中和处理过程的影响

文章采用化学中和法处理模拟酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD),探究共存离子Fe²⁺、Mg²⁺和Al³⁺在曝气搅拌和机械搅拌2种条件下对锰的去除率及其固相产物的影响。结果表明：3种共存离子对锰的去除均具有一定的促进作用;其中Al³⁺的作用最显著,但Al³⁺及其产物对锰离子的氧化有抑制作用;Al³⁺、Fe²⁺的存在会降低固相产物中锰元素的质量比并影响沉积物组成,不利于后续回收处理。研究结果可为化学中和除锰工艺优化及固相产物回收利用研究提供参考。     

碳酸盐溶液中富水充填材料的腐蚀及劣化机理

为了研究碳酸根离子对富水充填材料的影响,通过强度检测、扫描电镜观察、X射线衍射分析和红外光谱测试,分析富水充填材料在碳酸钠溶液中浸泡后的宏观及微观结构变化,并对其腐蚀及劣化机理进行探讨.富水充填材料在质量分数为10%的碳酸钠溶液中浸泡后,抗压强度随浸泡时间延长大幅度降低,浸泡90 d 后抗压强度比标养28 d 抗压强度降低72.5%,浸泡28 d后出现泥化现象. X射线衍射图谱显示,富水充填材料在质量分数为10%的碳酸钠溶液中浸泡后有碳硫硅钙石生成,且随浸泡时间延长碳硫硅钙石的生成量增大.红外光谱结果未发现[ AlO6]存在,证实在碳酸钠溶液中富水充填材料硬化体中钙矾石急剧减少,转变为烂泥状的碳硫硅钙石;碳硫硅钙石作为无胶结力物质,会对富水充填材料硬化体造成严重破坏,表明碳酸盐溶液对富水充填材料具有腐蚀作用.