NH4+型斜发沸石对Cu2+的离子交换平衡特征

研究了NH4 型斜发沸石对Cu2 的离子交换平衡特征,计算了不同条件下达到离子交换平衡时,NH4 型斜发沸石对Cu2 的选择性校正系数Kc和交换平衡常数Ka,得出了lnKa与实验温度倒数1/T之间的线性关系,并绘制了离子交换等温线.在此基础上,导出了反应标准摩尔焓变(Δr Hmθ)、反应标准摩尔Gibbs自由能变(Δr Hmθ)和反应标准摩尔熵变(Δr Smθ).结果表明:达到离子交换平衡时,NH4 型斜发沸石对Cu2 的最大交换度仅为0.703,Δr Hmθ为7.101 kJ/mol,Δr Gmθ＜0,Δr Smθ＞0,即该过程是吸热和熵增加反应,且该反应在20 ℃能自动发生,但升高温度有利于NH4 型斜发沸石交换Cu2 .     

皖南天然沸石在水处理中的应用研究

天然沸石因骨架带有负电荷 ,笼中含有平衡骨架负电荷的 Na+、Ca2 +等可交换的碱或碱土金属离子 ,使其具有离子交换树脂特性。同时 ,因有发达的孔隙和极性表面 ,天然沸石对极性分子和非极性分子都具有良好的吸附性能。皖南沸石矿以丝光和斜发沸石为主 ,溶出物和有毒害元素含量均很低 ,对水体中的 NH+4- N具有吸附速率快 ,吸附容量大等特点 [1] 。为了扩大天然沸石在水处理及环保等方面的应用范围 ,我们考察了皖南天然沸石对不同水体环境中的 NH+4以及 COD和水中优先控制污染物苯酚等的去除效果。1　实验部分1 .1　材料皖南沸石原矿 ,粉碎…     

斜发沸石Na+/K+交换过程的分子动力学模拟

使用Materials Studio软件包中的CASTEP模块对斜发沸石(Si与Al的摩尔比为4)孔道中的Na+徙轨迹、水合Na斜发沸石孔道中Na+与水分子的构象、以及孔道中K+-Na+的离子交换过程进行了模拟研究.结果表明:在含有Na+的斜发沸石孔道中,由于八元环骨架中的Al/Si取代位的局部结构形变所引起晶格能量的扰动,导致Na+被吸引在该取代位;Al原子在孔道中的分布决定着孔道中Na+的分布,且孔道中的H2O有将Na+固定在沸石骨架上的趋势:由于沸石孔道中不同离子间和孔道中的阳离子与骨架上的原子间的相互作用,导致沸石孔道中K+和Na+发生离子交换,证明了斜发沸石具有优先选择K+的特性,得出的K-斜发沸石的结构参数与文献吻合较好.     

吸附法去除溶液中Mg~(2+)、Pb~(2+)的试验研究

以去除纯碱副产物氯化钙中的Mg2+和Pb2+,制取高纯氯化钙为目的,采用吸附的方法,研究了不同吸附剂对Mg2+、Pb2+的分离效果,以及吸附时间、温度、pH值等因素对改性斜发沸石吸附效果的影响。试验结果表明:改性斜发沸石对氯化钙中Mg2+、Pb2+有较好的吸附去除效果,吸附时间100min、温度30℃、100ml质量分数为0.5%的氯化钙溶液加吸附剂1.5g、pH10为最优吸附条件。     

改性沸石对废水中Cu2+、Cr3+的去除作用研究

用Na OH碱熔-水热法处理得到的改性斜发沸石作为吸附交换剂,对模拟废水中以Cu2+、Cr3+为代表的重金属离子进行吸附处理。研究了不同吸附时间、投加量以及初始浓度条件下,改性斜发沸石对Cu2+、Cr3+的去除效果。实验结果表明:改性沸石与水样中Cu2+、Cr3+的质量比分别为18.75∶1、13.33∶1时,对Cu2+、Cr3+的去除率分别达88.0%、87.4%,且为快速吸附平衡过程。此外,用Na Cl溶液和Na Cl溶液加氨水对吸附Cu2+饱和的改性沸石进行再生实验,再生率较高,改性斜发沸石可以多次重复利用。     

碱土金属掺杂对SrTiO3:Pr3+,Na+体系荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法在还原气氛下制备了MxSr1-xTiO3∶Pr3+,Na+荧光粉.用X射线衍射分析测定了MxSr1-xTiO3∶Pr3+,Na+荧光粉的晶体结构,具体研究了碱土金属M(M=Mg、Ca)掺杂对SrTiO3∶Pr3+,Na+体系荧光粉发光性能的影响.结果表明,碱土金属Mg2+,Ca2-的掺杂未改变SrTiO3∶Pr3+,Na+荧光粉的立方晶系结构.随着碱土金属加入量的增加,各体系中激发峰或发射峰均有不同程度的红移或蓝移.     

离子种类及浓度对土工合成黏土垫用膨润土保水性能的影响

对4种膨润土样品在纯水及Na+,Mg2+,Ca2+等盐溶液中的滤失量及其离子交换容量进行了研究,并对盐溶液浸泡后的样品进行了形貌和结构分析。结果表明:Na+,Mg2+,Ca2+等对膨润土的滤失量均有显著影响,其中以Mg2+的影响最为显著;随着水溶液中阳离子浓度的增大,膨润土的滤失量不断增加;经过Mg2+,Ca2+溶液浸泡后,膨润土所含蒙脱石的种类由钠基蒙脱石变为钙基或镁基蒙脱石;膨润土经盐水浸泡后双电层厚度变小,保水性能变差;颗粒间出现了离析现象,盐浓度越高离析越严重。     

水中Ca2+和Mg2+对镜铁矿和绿泥石可浮性的影响机理

为研究水质对镜铁矿和绿泥石分离效果的影响，通过单矿物浮选实验、Zeta电位测量、玻尔兹曼理论分析、溶液化学计算和分子动力学模拟，分别在去离子水和自来水浮选环境中，研究了十二胺(DDA)体系中镜铁矿和绿泥石的浮选行为及Ca2+, Mg2+对镜铁矿和绿泥石浮选规律及作用机理。结果表明，自来水对镜铁矿和绿泥石有一定的抑制作用，与去离子水浮选环境相比，镜铁矿和绿泥石的回收率分别下降了8.01和8.99个百分点；模拟自来水环境中，Ca2+, Mg2+使镜铁矿回收率分别下降11.91和18.88个百分点，绿泥石回收率分别降低7.44和15.45个百分点。自来水浮选环境中镜铁矿和绿泥石可浮性降低主要由于自来水中Ca2+, Mg2+的抑制作用。Ca2+, Mg2+对镜铁矿的抑制作用比绿泥石强，且Mg2+的抑制效果比Ca2+明显。机理检测结果表明，Ca2+, Mg2+吸附使镜铁矿和绿泥石表面电位升高，减弱了DDA与矿物之间的静电吸附作用，促使镜铁矿和绿泥石接触角减小亲水性增大、界面层内RNH3+浓度降低，使DDA与镜铁矿和绿泥石的吸附间距增大，且DDA分子分布松散度增大，一定程度上抑制了镜铁矿和绿泥石的上浮。     

Ca2+和Mg2+对辉钼矿可浮性的影响对比

通过辉钼矿单矿物浮选试验,Ca2+, Mg2+的溶液化学计算及辉钼矿表面Zeta电位和XPS检测,对比研究了Ca2+, Mg2+对辉钼矿可浮性影响的差异性。结果表明,Ca2+, Mg2+均会吸附于辉钼矿表面,改变辉钼矿表面Zeta电位并对辉钼矿的可浮性产生抑制作用,且随pH值增大,抑制作用增强;碱性条件下Mg2+对辉钼矿可浮性的抑制强于Ca2+,且pH>9.0时,两种离子抑制作用的差异性更明显;pH=11.0时,Mg2+为800 mg/L的矿浆中辉钼矿的回收率较Ca2+为800 mg/L的矿浆中辉钼矿的回收率下降约34个百分点;Ca2+, Mg2+均能与辉钼矿“棱”上的MoO42–结合形成钼酸盐沉淀,通过化学吸附的形式存在于辉钼矿表面;当pH>9.15时,钙仍以Ca2+, Ca(OH)+的形态存在并吸附于辉钼矿表面,且Ca2+矿浆Zeta电位随pH增大呈上升趋势,但镁则以Mg(OH)2形态沉积于辉钼矿表面,且Mg2+矿浆Zeta电位随pH增大迅速降低,这是两种离子对辉钼矿可浮性抑制作用不同的主要原因。     

微波场辅助离子交换制备NH_4~+-LSX型分子筛

采用微波离子交换法对Na-LSX型沸石分子筛进行NH+4交换。在固定液固比的条件下,考察了微波功率、交换液浓度、交换温度、液固比、时间以及次数对交换度的影响,并与传统水热离子交换法进行对比。得到了微波场辅助制备NH4-LSX型沸石分子筛的最佳工艺条件。     

Clinoptilolites for nitrogen/methane separation

Clinoptilolites, naturally occurring zeolites, currently used by nuclear industry for ion exchange and drying, were evaluated for the nitrogen/methane separation. Ion exchange of purified clinoptilolite was carried out individually with the cations Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, K⁺ and H⁺, and the adsorption isotherms and diffusion rates were measured. Purified and Mg-clinoptilolite show potential for nitrogen/methane separation and high-pressure adsorption isotherms were measured in a differential absorption bed. Pressure swing adsorption simulations were performed for purified clinoptilolite, Mg-clinoptilolite and the commercial sorbent ETS-4. Purified clinoptilolite shows slightly higher recovery and lower productivity than ETS-4 for similar product purity (∼95%). Mixed ion-exchanged clinoptilolites of Mg/Ca cations, K/Na cations and Mg/Na cations were also prepared and studied for the nitrogen/methane separation. Mg/Na (50/50) mixed ion-exchanged clinoptilolite exhibits very good equilibrium and kinetic selectivity in the low-pressure range, better than purified clinoptilolite. Mixed-exchange clinoptilolites were also found to show a wide range of adsorption characteristics with varying ratios of cation exchange, thereby making them suitable for further improvements in nitrogen/methane separation.     

Molecular insights on Ca2+/Na+ separation via graphene-based nanopores:The role of electrostatic interactions to ionic dehydration

Ca2+/Na+ separation is a common problem in industrial applications,biological and medical fields.However,Ca2+ and Na+ have similar ionic radii and hydration radii,thus Ca2+/Na+ separation is challeng-ing.Inspired by biological channels,group modification is one of the effective methods to improve the separation performance.In this work,molecular dynamics simulations were performed to investigate the effects of different functional groups (COO-,NH3+) on the separation performance of Ca2+ and Na+through graphene nanopores under an electric field.The pristine graphene nanopore was used for com-parison.Results showed that three types of nanopores preferred Ca2+ to Na+,and Ca2+/Na+ selectivity fol-lowed the order of GE-COO (4.06) ＞ GE (1.85) ＞ GE-NH3+ (1.63).Detailed analysis of ionic hydration microstructure shows that different nanopores result in different hydration factors for the second hydra-tion layer of Ca2+ and the first layer of Na+.Such different hydration factors corresponding to the dehy-dration ability can effectively evaluate the separation performance.In addition,the breaking of hydrogen bonds between water molecules due to electrostatic effects can directly affect the dehydration ability.Therefore,the electrostatic effect generated by group modification will affect the ionic hydration microstructure,thus reflecting the differences in dehydration ability.This in turn affects the permeable and separation performance of cations.The results of this work provide perceptive guidelines for the application of graphene-based membranes in ion separation.     

污水配制聚合物溶液影响因素及增粘效果分析

针对大庆油田污水配制聚合物溶液存在严重粘度损失的问题,研究了污水中阴阳离子对聚合物溶液粘度的影响并提出改善措施。研究表明:对聚合物溶液粘度影响较大的是阳离子,其顺序是:Fe~(2+)Fe3~+Mg~(2+)(Ca~(2+))Na~+(K~+)。配置要求是Na~+、K~+含量3 000 mg·L-1,最好控制在1 000 mg·L-1以下;Ca~(2+)的含量200 mg·L-1,Mg~(2+)含量100 mg·L-1。Fe~(2+)、Fe~(3+)的影响严重,需严格控制含量;而阴离子对聚合物溶液粘度的影响可以忽略不计;该镁离子为该区块影响聚合物溶液粘度的主要因素。利用腐植酸钠吸附法去除溶液中的钙镁离子,经离子吸附处理后溶液增粘14.2 m Pa·s。腐殖酸钠混合液用量为8.0 m L时对钙离子的吸附率达到77.50%,腐植酸钠混合液用量为6.0 m L时对镁离子的吸附率达到83.60%,说明可以用腐殖酸钠对钙、镁离子进行处理,且增粘效果良好。     

水盐体系相图的计算

提出一种基于Ｌｕ－Ｍａｕｒｅｒ（１９９３）模型的水盐体系相图的计算方法，通过对离子，固相结晶盐的编码处理和一个通用的固液平衡计算模块实现了只需输入水盐体系所含离子名称和体系温度，即可自动进行固液平衡计算，同时得到体系的全息相图的目的，对２７３～５７３Ｋ范围内１０个阳离子和８个阴离子组合的数计十组三离子和四离子水盐体系的固液平衡的计算表明，该计算方法使用十分方便，可应用于两越界 发离和复分解法生产硝     

Influence of Na+, K+, Mg2+, Ca2+, and Fe3+on filterability and settleability of drilling sludge

Solid–liquid separation is a vital step in drilling sludge disposal, and the filterability and settleability of drilling sludge are the main evaluating indicators for the separation process. The influence of Na~+,K~+,Mg~(2+),Ca~(2+),and Fe~(3+) on drilling sludge filterability and settleability was investigated in our research. The water content,filtration rate, supernatant volume and supernatant turbidity were measured to evaluate the filterability and settleability of drilling sludge. Meanwhile, the zeta potential, specific surface area of sludge flocs, particle size distribution and Fourier-transformed infrared spectra were employed to clarify the influencing mechanism.The experimental results showed that the filterability and settleability of drilling sludge were related to concentration and types of cations. Mg~(2+),Ca~(2+),and Fe~(3+) performed better than Na~+, K~+, and the cations with smaller hydrated radius got superior solid–liquid separation behavior at same valence. Finally, the spectra indicated that no chemical adsorption occurred between inorganic cations and drilling sludge flocs. The variation of surface charge and flocs growth after adding different inorganic cations were the reasons for the changes of the filterability and settleability.     

鹰潭市降水化学组成特征分析

对2002-2010年鹰潭市降水监测数据的综合分析和研究表明,研究时段内,降水pH值随着时间呈逐渐下降趋势,降水酸雨频率、电导率随时间呈上升趋势,降水中离子浓度的大小顺序为SO42-〉NH4＋〉NO3-〉Cl-〉Ca2＋〉F-〉Mg2＋〉K＋〉Na＋,其中SO4 2-和NH4＋是降水中高浓度离子,分别占总离子浓度的44...     

果胶/AMP-Zn微球的制备及对Cs 的吸附性能

采用溶胶-凝胶法,以Zn2+为交联剂,将磷钼酸铵(AMP)通过静电注射装置包埋于果胶中,制备了果胶/AMP-Zn微球吸附剂,用于放射性废水中Cs~+的去除。系统探讨了不同pH、吸附剂质量、接触时间、Cs~+质量浓度、温度及共存离子对果胶/AMP-Zn去除Cs~+的影响,并利用SEM、FTIR和XPS分析了吸附机理。结果表明:果胶/AMP-Zn可在pH=3~11内使用,耐酸碱性能良好,且在25℃、pH=5、Cs~+质量浓度为120 mg/L、吸附剂质量为0.05 g、接触时间为330 min的条件下,吸附剂的吸附量为41.837 mg/g;共存离子K+、Na+、Li+、Ca2+和Mg2+对Cs~+的吸附影响不大,说明该吸附剂具有较好的吸附选择性;热力学和动力学研究结果表明:此吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且是一个自发放热的过程。果胶/AMP-Zn吸附Cs~+的吸附机理可能是Cs~+与AMP上的NH4+发生离子交换作用。     

实时合成含铅类水滑石处理含铅废水的研究

在模拟的含铅废水中同时加入Mg2＋和Al3＋，以NaOH和Na2CO3为沉淀剂，在Mg2＋、Al3＋共沉淀过程中Ph2＋能部分取代Mg2＋实时制备含铅类水滑石，并达到同时去除铅离子的目的。探讨了nMg＋Pb/nAl、nPb／n[Mg＋Pb]、pH值、晶化时间、铅初始浓度对去除率的影响。当n[Mg＋Pb/nAl、nPb/n[Mg＋Pb]为4和0．2，pH值为8-10，晶化时间12h以上，初始浓度在1000mg／L以下，铅去除率高达97％以上。XRD、Fr-IR对沉淀产物结构分析证实，实时合成的产物为含铅类水滑石。     

Ca2+,Al3+对不含Na+硅酸体系聚合行为的影响

为排除Na+对硅酸聚合的影响,用酸解水淬硅酸钙制备了不含金属离子的硅酸溶液及含Ca2+, Al3+的硅酸溶液,研究了加入Ca2+, Al3+对体系聚合行为的影响. 结果表明,加入Ca2+后体系pH值略微降低,加入Al3+后体系pH值显著降低. 初始pH≤2时,Al3+对硅酸聚合起促凝作用,初始pH>2时,Al3+起缓凝作用. Ca2+对硅酸聚合影响不大. 硅酸凝胶后,含Al3+硅酸体系中形成Al?O?Si键,阻碍了凝胶结构水脱附;Ca2+则阻碍凝胶的晶化转变过程,且凝胶中的结构水变少. 不含金属离子、含Ca2+、含Al3+体系的化学式分别为SiO2×0.52H2O, SiO2×0.36H2O, SiO2×1.50H2O.     

基于不同阳离子条件下硅酸盐水泥氯离子固化性能研究

研究了不同阳离子对硅酸盐水泥氯离子固化性能的影响,采用水溶法测定了净浆试样中自由氯离子的含量并计算出其氯离子固化率,对试样进行了XRD物相分析以及其水溶液的pH值测定。研究得出,随水化龄期的增长,水泥浆体的氯离子固化率增大,其6 h、12 h、1 d和3 d的氯离子固化率分别达到其28 d的50％、70％、80％和90％以上,F盐的生成及氯离子的固化主要发生在水化早期,水化后期氯离子固化主要来自C-S-H凝胶,其氯离子固化量较小。不同阳离子导致了水泥浆体中F盐生成量的差异,其影响硅酸盐水泥氯离子固化率由大到小排列为Ca2＋＞Mg2＋＞K＋＞Na＋,其与对pH值的影响成负相关系,Ca2＋和Mg2＋降低了水泥浆体的pH值,有助于氯离子的固化;K＋和Na＋提高了水泥浆体的pH值而降低了氯离子固化。氯离子浓度一定时,Na＋浓度的增加对水泥浆体中F盐的生成量及氯离子固化率影响不大;而Mg2＋浓度的增加提高了水泥浆体中F盐的生成量及氯离子固化率。