柠檬酸钠溶液中镍电结晶机制

采用循环伏安和计时电流法研究柠檬酸钠溶液中镍在玻碳电极上电结晶初期阶段的行为。研究结果表明:镍的电结晶经历了晶核形成过程且符合Scharitker-Hill三维成核/生长机制,在低过电位下,镍结晶按三维连续成核/生长方式进行;在高过电位下,镍结晶遵循瞬时成核/生长机制。沉积过电位增加,成核时间缩短,晶核数密度增大,生长速率增加,在2种成核/生长机制下镍离子的扩散系数分别为(1.63±0.48)×10-7和(1.07±0.09)×10-6cm2/s;柠檬酸钠对镍垂直于基体表面的生长速率有阻碍作用,增大硫酸镍质量浓度对生长速率有一定促进作用,但溶液中柠檬酸钠和硫酸镍质量浓度变化并不改变镍电结晶过程的成核/生长机制。     

聚丙烯/八乙烯多面齐聚倍半硅氧烷复合材料非等温结晶动力学

用DSC手段研究了物理共混合反应共混制备的聚丙烯(PP)/八乙烯基多面齐聚倍半硅氧烷(OvPOSS)复合材料的非等温结晶和熔融行为.结果表明:物理共混中OvPOSS具有β晶成核剂的作用,反应共混时PP的β晶消失,成核作用更为显著,结晶速率更高.采用Ozawa法和莫志深法对材料的非等温结晶动力学进行了研究,表明材料的结晶动力学行为符合Mo-Avinm-Ozawa方程.     

生命材料低温保护剂溶液二维降温结晶过程中的分形特征

在低温显微镜下,观察了低温保护剂溶液在降温过程中冰晶的成核与生长过程,并对异相成核结晶过程的图像做了数字处理.观察了冰晶在降温过程中的边界变化规律,发现异相成核后溶液的冰晶最终呈树枝状结构生长,而且随着降温速率加快,冰晶快速生长.对其进一步的分析表明,该过程具有分形的特征.鉴于这种结构形态变化的时间尺度易于观测,同时也反映了随着溶液黏度升高,水分子扩散难度越来越大,而水分子数目则随结冰量增加又减少等内在规律,则可以通过观察该过程结构形态变化,来研究溶液黏度、水分子扩散和结晶能力随降温速率、保护剂类型及浓度的变化规律.其结构的分形特征,恰好提供了理论工具,即可以在分形理论的框架内分析和了解这些规律.在目前还没有找到合适物理模型的情况下,研究低温保护剂溶液降温结晶和升温再结晶/反玻璃化的预防措施具有非常重要的意义.     

添加晶种的KNO3水溶液间歇结晶动力学模型

针对添加晶种的二次成核结晶过程的特点，并基于Beer-Lambert定律、ΔL定律和粒数衡算理论，建立了包含透光率变量的间歇结晶动力学模型。运用该模型对KNO3水溶液冷却结晶实验的溶液质量分数、相对过饱和度以及透光率数据进行关联，一次性获得了结晶体系的三次成核和生长动力学参数，其值与文献值吻合较好。尝试以光学法关联动力学模型的研究，将有助于结晶机理的深入认识，为动力学模型的进一步发展提供思路。     

银溶胶均相成核过程的研究

利用紫外光谱测定了柠檬酸钠还原硝酸银制备银溶胶的成核诱导期,考察了溶液温度和过饱和度对反应诱导期的影响.结合均相成核理论,得到当溶液的过饱和浓度大于或等于4×108时体系为均相成核过程.结果表明,诱导期随着温度和过饱和浓度的上升而下降.同时计算出不同反应温度下纳米银的固-液界面张力,并与经验理论模型的数据结果加以比较,实验预测结果低于模型值.本实验通过测定银溶胶制备过程中银离子的浓度变化验证了紫外光谱测定反应诱导期的可行性.     

磁场-溶剂协同作用对谷氨酸结晶过程的影响

研究了磁场－溶剂协同使用对谷氨酸结晶过程的影响及磁场作用下谷氨酸过饱和溶液表面张力、电导率的变化,并对磁场促进谷氨酸结晶的作用机理进行了探讨,提出了一种利用磁场－溶剂协同作用制备谷氨酸晶种的新方法。研究结果表明,磁场对谷氨酸结晶有促进作用,磁场－溶剂协同使用加速了晶体的成核过程,生成的晶粒均匀,结晶率高。     

铜离子对镍在玻碳电极上电结晶行为的影响

利用循环伏安法和恒电位阶跃技术,研究浓度为0.01mol/L铜离子对镍在玻碳电极上电结晶行为的影响。研究结果表明:在含0.01mol/L铜离子的Watts镀液中,电位在-0.3V左右出现铜的还原反应峰,当电位负移到-0.75V时,镍开始结晶沉积;与纯Watts镀液(电位约-0.85V)相比,铜离子的引入促进了镍的电结晶形核和生长,这是因为铜离子的存在降低了镍电结晶形核过电位;在含0.01mol/L铜离子的Watts镀液中,电结晶过程仍基本遵循Scharifker-Hill模型,铜离子的引入并没有改变镍电结晶行为;高负电位下,金属离子的结晶成核方式遵循瞬时成核机制,低负电位下则趋向遵循连续成核机制。     

木糖醇的结晶动力学

应用粒数衡算理论模型,研究了木糖醇的结晶过程,分析了结晶过程的成核、生长机理和影响因素,采用间歇动态法测定了木糖醇的结晶动力学数据,回归了木糖醇的结晶动力学方程参数.研究表明升高温度有利于晶体成核,而且对于晶体生长的影响十分显著,同时当搅拌桨的形式一定时,成核速率随搅拌速率的增加而增大,晶体生长速率取决于溶质扩散速率和表面反应速率的综合作用.本研究为进一步提高木糖醇的工业结晶水平提供了理论依据.     

离子交换树脂吸附TP5的热力学和动力学研究

针对凝胶型阳离子交换树脂对TP5的吸附行为,研究了间歇反应中TP5水溶液的吸附热力学与动力学特性。热力学研究表明,TP5在所用树脂上的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程。在283．15～303．15K之间,TP5的质量浓度在10g／L时,离子交换树脂对TP5的吸附过程可分两个阶段,第一阶段受液膜扩散控制,第二阶段主要吸附过程受颗粒扩散的控制。利用TP5在不同条件下的动态吸附性能实验,考察了pH值、温度、溶液初始浓度、搅拌转速等因素的影响。采用两相阻力模型描述了TP5在离子交换介质中的动态吸附性能,通过计算得到了TP5在吸附剂颗粒中的颗粒扩散系数,有助于进一步研究小肽在吸附过程中的传质现象。     

黄镍铁矿阳极的高温电化学行为

本研究采用线性电位扫描、循环伏安等电化学方法研究了合成的黄镍铁矿阳极在酸性硫酸盐水溶液中的高温电化学行为,考查了温度、溶液pH值及镍离子浓度等因素对阳极溶解过程的影响。研究结果表明,温度对黄镍铁矿阳极溶解过程影响显著。温度较低时,阳极溶解基本上可分为两个阶段;而温度较高时,阳极溶解主要是按一步反应进行的。溶液pH值的变化对阳极过程影响不大。增大镍离子浓度对阳极溶解反应有一定的抑制作用。     

外加剂对氯氧镁水泥水化过程影响

为改善氯氧镁水泥(MOC)水化速率快、凝结时间短的特性,选择适宜的聚羧酸减水剂和某酸类缓凝剂掺入到MOC中以提高水泥的和易性。首先,通过水化热试验研究了基准MOC水化历程,并划分了水化阶段,运用水化动力学方法研究不同水化阶段的主要受控因素;然后,分析外加剂对MOC水化放热量、水化速率、水化产物类型及形貌的影响,采用动力学方程对比研究了外加剂作用下MOC水化历程的变化;最后,以旋转黏度试验表征外加剂作用下MOC水化过程的变化,以浸水后力学强度与未浸水强度的比值表征外加剂作用下MOC耐水性变化。研究结果表明:MOC水化过程与硅酸盐水泥类似,可分为起始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,其中加速期阶段水化速率完全受控于结晶成核和晶体生长,之后相边界反应和扩散因素逐渐影响水化速率;MOC结晶成核和晶体生长速率直接影响水泥浆体的凝结时间,降低MOC水化速率的主要措施为控制其结晶速率;掺入减水剂、缓凝剂等外加剂并没有改变MOC水化产物,但其晶体形貌得到改善,浸水试验表明改善后的晶体形貌耐水能力更加优异;减水剂提高了浆体流动度,缓凝剂能够有效延长水化诱导期,加速期向后推迟了约2 h,但会小幅降低MOC的力学强度;旋转黏度试验表明添加外加剂有利于提高MOC的流动度。     

基于三维模型的改进正则化ERT成像算法

电阻层析成像（ERT）通过对被测场边界注入电流,测量被测场电压变化,重建物场内电导率．针对ERT成像分辨率低,提出一种基于三维模型的改进Tikhonov迭代电阻成像算法．针对Tikhonov正则化参数选择问题,提出基于同伦映射的方法,并利用非线性函数Sigmoid调节正则化参数,以获得的图像灰度值作为Tikhonov迭代法的初始值进行迭代,重建敏感场图像．仿真及实验结果表明,该方法有效地改进了ERT图像质量．     

结晶助剂在铝酸钠溶液种分过程中的作用机理

为了了解结晶助剂(CGM)在铝酸钠溶液种分过程中的作用机理,研究CGM对二次成核和附聚过程的影响。通过对粒度分布及扫描电镜(SEM)照片的对比,探讨CGM对分解过程的影响。研究结果表明:在二次成核过程中,添加微量CGM的溶液中一开始会形成大量的二次成核,但是,这些二次成核细粒子会被立即吸附到晶种表面或者快速附聚而形成大孔隙的聚合体,从而使得二次成核的细粒子数量减少;在附聚过程中,添加微量CGM有助于提高附聚阶段的黏结过程,形成结实的块状六角几何形状的附聚体;添加CGM可以有效地减少磨损时颗粒的破裂,从而形成完全黏结的附聚物。     

双酚A型聚碳酸酯结晶行为研究进展

双酚A型聚碳酸酯(PC)是一种具有优良综合性能的工程塑料,对其结晶行为的研究,有助于材料的广泛应用及深入理解高分子结晶的本质。综述了近年来PC结晶行为研究的最新工作和理论进展,包括本体、溶剂及蒸汽诱导、加入成核剂、超临界二氧化碳作用下以及与其他聚合物共混PC的结晶行为研究。     

输卤管路结盐诱导期试验

为解决卤水输送过程中普遍存在的结盐现象,减少结盐层厚度的增加给相关工业生产带来不良后果,采用卤水中常见的硫酸钠作为溶质,主要针对管路结盐的诱导期进行研究,观察传热试验段硫酸钠结盐初期的生长特性,即结盐诱导期变化趋势.研究结果显示,过饱和度是结盐诱导期的主要影响因素.由于溶液过饱和度提高,管壁上结盐成核速率增大,诱导期持续时间随溶液质量浓度升高而减短.同等工况下随着溶液质量浓度的增加、初始温度降低,溶液结盐诱导期缩短,环境温度高,延长诱导期.流速小于1 m/s时诱导期随速度增加而增加,流速大于1 m/s时,诱导期不再变化.     

纳米CaCO3/β-聚丙烯/短切涤纶纤维三元复合材料的结晶行为

通过挤出共混制备纳米碳酸钙/β-成核聚丙烯/短切涤纶纤维复合材料,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)改善相容性.研究了材料中PP的结晶和熔融行为,用修正Jeziorny法、Ozawa法及莫志深法处理了PP的非等温结晶行为.结果表明涤纶纤维和CaCO3能够促进PP的结晶和诱导形成β晶.加入β-成核剂后可得较高β晶含量的复合材料,相容剂对β-成核剂的协同作用使得β晶含量进一步增加.莫志深法能够很好地描叙复合材料中PP的非等温结晶动力学过程,而Jeziorny法和Ozawa法分析的效果不理想.     

原位熔融挤出扩链反应制备高黏度尼龙66树脂的研究

采用原位熔融反应扩链方法,研究了双官能团环氧化物扩链剂EP对尼龙66（PA66）的扩链效果,对扩链后的PA66的力学性能、结晶行为等性能进行了表征。结果表明：扩链后PA66出现熔融双峰,等温结晶的结晶诱导期t₁和半结晶时间t_1/2均缩短,证明扩链剂同时起到了成核剂的作用;随着扩链后PA66相对分子质量的增加,力学性能明显提高。     

多孔性球形超细碳酸钙制备及其生成机理

通过将CaCl2水溶液与混有结晶控制剂H2SO4的NH4HCO3水溶液进行撞击反应,制得了疏松均匀的多孔性球形超细碳酸钙粉体.在撞击反应体系中CaCl2浓度为1 mol/L,NH4HCO3浓度为2 mol/L,H2SO4浓度为0.4 mmol/L.扫描电镜(SEM)分析结果表明,制得的碳酸钙为内部结构疏松的球形颗粒.对多孔性球形碳酸钙的生成机理进行探讨的结果表明,在碳酸钙制备过程中,采用撞击反应以减少反应物接触时间、反应过程中CO2逸出形成爆破力以及适当浓度的结晶控制剂硫酸,对制得的碳酸钙颗粒形貌有着至关重要的影响.     

模拟地热水环境中304不锈钢管材的结垢与腐蚀电化学行为

基于地热水输送过程中金属管道材料出现的腐蚀结垢问题,研究了模拟地热水(我国中部平原地热水的环境条件)中304不锈钢管材的结垢和电化学腐蚀行为. 结果表明,304不锈钢管在模拟地热水环境中的结垢过程分为结晶成核和晶核生长两个阶段,结晶成核阶段消耗结垢离子的速度比晶核生长阶段更快,304不锈钢管道表面结垢层的微观形貌为不规则的"稻草"状,地热水温度的变化促进了304不锈钢材料在模拟地热水中的点蚀敏感性,其表面钝化膜的保护性也随地热水温度的升高而降低.     

热处理对PLLA/PDLLA共混物冷结晶行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)和原子力显微镜(AFM)研究了热处理对左旋聚乳酸(PLLA)及其与消旋聚乳酸(PDLLA)1∶1共混物冷结晶行为的影响。结果表明,热处理后PLLA结晶速率的加快是通过增强成核过程来实现的;冷却速率越慢,成核效应越显著,PLLA的结晶速率则越快。相比于PLLA,PLLA/PDLLA共混物的成核效应却表现出对冷却速率不敏感,与非结晶性PDLLA阻碍了热处理过程中局部有序结构的形成有关。