高纯硝酸熔盐的制备及热物性能研究

文章通过对重结晶提纯Solar Salt熔盐与未提纯工业级Solar Salt熔盐的热稳定性分析,发现提纯使Solar Salt熔盐的热稳定性提高20%,上线温度扩展至600℃;与此同时提纯后的Solar Salt熔融盐在550℃-600℃之间经多次循环热失重也大大降低。根据DSC/TG-MS热分析数据,得到提纯后的Solar Salt熔盐熔点降低为223.1℃,分解温度从573.6℃提升到597.7℃。深入分析其特性改变原因,对Solar Salt熔盐中的杂质含量的变化进行化学分析,结合NO2-含量测定结果可以发现,提纯硝酸钠和硝酸钾可以降低熔盐劣化程度,提高Solar Salt熔盐的分解温度及储热效率。这在太阳能热发电领域具有广阔的应用前景。     

杂质对磷酸脲收率和质量的影响

分析湿法磷酸中存在的SO_4~(2-)、SiF_6~(2-)、Fe~(3+)、Al~(3+)和Mg~(2+)等杂质离子对磷酸脲的收率和产品质量的影响。实验结果表明,SiF_6~(2-)离子浓度高有利于提高产品收率,SO_4~(2-)、Fe~(3+)、Al~(3+)和Mg~(2+)等会降低磷酸脲的收率,但都对产品质量有不同程度的影响。     

杂质对湿法磷酸氨化料浆絮凝沉降的影响

用化学试剂模拟湿法磷酸,将湿法磷酸中Fe~(3+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、SO_4~(2-)杂质的质量分数定在某一固定值,而在一定范围内改变其中1种待考察杂质的质量分数,对其氨化料浆进行絮凝沉降。研究结果表明,Fe~(3+)、Al~(3+)质量分数对氨化料浆絮凝沉降的影响有相似的规律,随着Fe~(3+)、Al~(3+)质量分数的增加,絮凝沉降速率均是先变快后变慢,超过一定范围后,料浆几乎不沉降。Mg~(2+)质量分数在一定范围内随着镁离子质量分数的增大,絮凝沉降变化不大。SO_4~(2-)的质量分数越高,絮凝沉降速率越小。     

紫外分光光度法测定混合溶液中NO_3~-和SO_4~(2-)浓度

采用紫外分光光度法测定混合溶液中NO_3~-和SO_4~(2-)的浓度。结果表明,在NO_3~-浓度为2~10mg·L-1、SO_4~(2-)浓度为10~100mg·L-1时,离子浓度与吸光度呈良好的线性关系;混合溶液中NO-2和SO2-3的浓度较低,对测定结果的干扰可以忽略。该方法具有操作简单、准确度高、重现性好等优点,能够满足工业生产对混合溶液中NO_3~-和SO_4~(2-)浓度测定的要求。     

阴离子对还原铁粉去除水体中铅离子的影响

向200mL含1.0mmol·L~(-1)阴离子(PO_4~(3-)、Cl-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-))的铅溶液(10mg·L~(-1))中加入5g还原铁粉,230r·min-1振荡一定时间后,采用火焰原子吸收法测定铅离子浓度,考察阴离子对还原铁粉去除水体中铅离子的影响。结果表明,阴离子PO_4~(3-)、Cl-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-)都可以促进还原铁粉去除水体中铅离子,其中PO_4~(3-)的促进作用最大,SO_4~(2-)的促进作用最小;在所有添加阴离子体系中,还原铁粉去除水体中铅离子的过程伴随着pH值的上升和Eh值的下降。     

CuAl类水滑石的合成及其对地下水中SO_4~(2-)吸附的探究

以Al(NO_3)_3·9H_2O、Cu(NO_3)_2·3H_2O为原料,采用共沉淀法合成Cu-Al类水滑石。并对Cu-Al类水滑石进行了TG、FTIR、XRD、SEM的表征,探讨了Cu/Al反应配比、吸附温度、pH值、吸附时间、共存离子等因素对SO_4~(2-)吸附的影响。结果表明:用n_(Cu)/n_(Al)=2∶1的Cu-Al类水滑石作为吸附剂,在pH=7,吸附温度在40℃,吸附时间为20min,对SO_4~(2-)吸附率最高达到94%,F-的共存对SO_4~(2-)吸附有影响。     

B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的化学反应研究

B_4C陶瓷具有优异的热中子俘获能力而用于核能发电领域,这种核反应控制材料的热稳定性和化学稳定性引起了广泛关注。本文研究了B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的反应性能,采用热重分析(TG-DTA)、X射线粉末衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术研究了熔盐反应产物的组成和结构。利用电子扫描显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了产物的微观形貌与组成。结果表明,900℃的Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐可与B_4C反应合成Al_(18)B_4O_(33)相晶须,晶须直径100~300 nm,长度达到几个微米。提出氧化-溶解循环机理解释了熔盐反应及其硼酸铝晶须的生长过程。     

压裂返排液中硼质量浓度对回用性能的影响

硼残留量对压裂返排液回用影响大,针对硼质量浓度及其他离子在返排液中上限对回用的影响进行研究,为现场水重新回用提供实验依据。溶剂中加入硼离子,考察基液黏度,确定返排液中硼质量浓度上限,以确定的硼质量浓度为溶液,筛选返排液中Ca~(2+),Mg~(2+),CO_3~(2-),SO_4~(2-,HCO_3~-主要离子质量浓度上限,针对压裂液基液黏度、耐温性能、抗剪切性能进行测定。结果表明:硼质量浓度≤5 mg/L,其他离子对返排液回用影响顺序为CO_3~(2-)>SO_4~(2-)> Ca~(2+),Mg~(2+)> HCO_3~-,Ca~(2+),Mg~(2+),SO_4~(2-),HCO_3~-,CO_3~(2-)质量浓度分别为800,800,250,1 000,0 mg/L。以此离子质量浓度配成的压裂液,能够满足现场对压裂液的性能要求。     

磷石膏制备高纯硫酸钙循环工艺Ⅰ:提取SO_4~(2-)除杂热力学研究

循环利用化学试剂从磷石膏中提取SO_4~(2-)和Ca2+制备高纯硫酸钙,其中一个重要环节是用NaOH溶液分解磷石膏从中提取SO_4~(2-)得到Na_2SO_4溶液和Ca(OH)_2渣。在此过程中,热力学分析结果表明,磷石膏中的杂质主要进入Ca(OH)_2渣中,只有少量Si、Al杂质以Na_2SiO_3和KAlO_2的形式溶解进入Na_2SO_4溶液。通过绘制25℃下Na_2SO_4溶液中SiO_3~(2-)和AlO_2~-水解后各组分的热力学平衡图发现,采用控制Na_2SO_4溶液pH值的方法,可沉淀去除其中的Si、Al杂质。验证试验表明,硫酸钠溶液初始pH=13.20时,Al质量浓度为17.7 mg/L,Si质量浓度为53.41mg/L;将pH调至12左右时,溶液中已检测不出Al,Si去除率为8.48%;将pH调至7左右时,溶液中检测不出Al,Si去除率为75.89%。     

氧化铝制备过程中硫酸根的脱除

研究了以工业级硫酸铝铵为原料制备氧化铝的过程中杂质SO_4~(2-)的脱除工艺,并考察了滴加顺序、硫酸铝铵初始浓度、反应温度、滴加速率、终点pH、水热介质和水热温度对SO_4~(2-)脱除的影响。结果表明:在硫酸铝铵初始浓度为0.5 mol/L、反应温度为55℃、滴加速率为4 mL/min、终点pH=9.0、反滴加、水热介质为1 mol/L的精制氨水、水热处理温度为205℃的条件下,可以制得SO_4~(2-)质量分数最低为0.001 5%的Al2O3。水热介质选用氨水可有效增大前驱体粒径,进而大大降低SO_4~(2-)的表面吸附,利于氧化铝中SO_4~(2-)含量的脱除。与传统直接煅烧硫酸铝铵法相比,该工艺煅烧前即洗掉了大量的SO_4~(2-)杂质,有效避免了煅烧不充分造成氧化铝中SO_4~(2-)含量较大的弊端。     

国产纳滤膜对无机盐截留性能的研究

通过对苦咸水中常见阳离子Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+和阴离子HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-构成的单组分溶液以及双组分(同阴离子和同阳离子)混合溶液进行分离截留实验,研究对比国产纳滤膜NF1和VNF2对离子的截留性能以及同种电荷离子间的相互影响。结果表明,在单组分溶液中,荷负电膜NF1和VNF2对阳离子截留顺序相同为Mg~(2+) Ca~(2+)Na~+;对阴离子截留顺序则因电黏滞效应引起纳滤膜孔径变化的影响不同,对NF1为HCO-3~-SO_4~(2-)Cl~-,对VNF2为SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-。在混合溶液中,2价离子会阻碍单价离子的去除。在处理无机盐方面,VNF2膜的截留性能优于NF1膜,特别是单价离子;同种电荷离子之间相互影响不同,扩散系数差别越大,同种电荷离子间相互影响越大。     

邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜分离影响

利用自主搭建的基于平板膜的纳滤-反渗透实验系统,参照一种实际煤化工分盐流程的废水配制实验样本,测定了不同废水离子含量下,纳滤膜和反渗透膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率以及废水中添加邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)效果的影响。结果表明,当SO_4~(2-)的质量浓度小于4 g/L时,在废水中添加邻苯二甲酸氢钾不影响纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率。当SO_4~(2-)的质量浓度大于4 g/L时,废水中添加邻苯二甲酸氢钾提高了纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率,但导致纳滤膜的分盐效果变差。废水中添加邻苯二甲酸氢钾对反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)没有影响,反渗透膜的分盐效果也不变。研究可为采用膜法分盐的技术处理工业废水提供理论分析和数据支持。     

不同离子对铁铜双金属微电解处理磺胺甲恶唑的影响

以抗生素磺胺甲恶唑(SMZ)为目标污染物,研究SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-、NO_2~-、PO3-4、NH4和Ca2+等不同离子及其含量对铁铜双金属微电解处理SMZ的影响。结果表明,SO_4~(2-)对SMZ去除率没有明显影响,低含量Cl-、高含量NO_3~-、NO_2~-和NH+4能提高SMZ去除率,但高含量Cl-和低含量NO3-4、PO3-4和Ca2+会抑制SMZ去除。     

YSZ陶瓷的耐熔盐热腐蚀性能研究

采用涂盐法分别在8wt%Y_2O_3部分稳定的ZrO_2(YSZ)陶瓷表面涂覆了Na_2SO_4、V_2O_5和Na_2SO_4+V_2O_5(摩尔比1:1)三种腐蚀介质,研究了不同腐蚀介质在800~1000℃下对YSZ陶瓷的腐蚀行为。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后YSZ陶瓷的相组成和微观形貌进行了分析。结果表明,V2O5熔盐在800℃以上对YSZ腐蚀过程中,V_2O_5熔盐与YSZ发生反应形成YVO_4,并存在t-ZrO_2向m-ZrO_2的相变。在用Na_2SO_4和Na_2SO_4+V_2O_5腐蚀介质对YSZ腐蚀过程中,Na_2SO_4本身对YSZ的失效没有影响。然而,由于V_2O_5的存在,V_2O_5与Na_2SO_4反应形成低熔点钒酸盐(NaVO_3),NaVO_3与稳定剂Y_2O_3酸性溶解形成YVO_4,从而使得YSZ陶瓷失效。     

南宁市大气降水化学组成特征分析

为了解南宁市大气降水的化学组成及其来源,2015年1~12月在南宁市环境保护监测站采集降水样品,分析了pH、EC(电导率)和主要离子的分布特征,结果表明:南宁市区降水的p H、EC雨量加权平均值分别为6.51、31.2μS/cm。市区降水中各离子雨量加权平均当量浓度为Ca~(2+)SO_4~(2-)NH~(4+)NO_3~-Cl~-Na~+Mg~(2+)K~+F~-。其中,Ca~(2+)、SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-和Cl~-是降水中的主要离子,占总离子当量浓度的92.5%。降水中SO_4~(2-)/NO_3~-(当量浓度比)为3.0,近10年来总体呈逐渐降低趋势,表明南宁市区大气污染向复合型转变趋势。总离子当量浓度季节差异大,春冬季节高、夏秋季节低;Ca~(2+)、SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-等当量浓度在春季最高;从空间分布上看,降水化学组成在南宁市区市监测站测点与青山测点表现为受综合源的影响特征,罗文测点表现为综合源与工业源的影响特征。     

氯化钙除硫酸根的试验

在以卤代盐制碱工艺中,由于卤水中带入的SO_(4)~(2-)超过成品碱带出的SO_(4)~(2-),SO_(4)~(2-)在系统中将不断积累而最终影响系统的正常运行,因此在生产中一般采用一定的工艺将这部分积累的SO_(4)~(2-)除去。除SO_(4)~(2-)的方法主要有钡法、钙法和冷冻法。其中钡法除净率最高,理论上可除到1g/L以下,考虑到防止钡离子过量而造成隔膜堵塞,实际生产中将卤水中除到3g/L以下不成问题,而钙法及冷冻法     

蔗渣炭-镁铁双金属氧化物吸附剂对水中As(V)的吸附研究

采用共沉淀和焙烧法制备蔗渣炭-镁铁双金属氧化物(蔗渣炭-镁铁LDO),对合成的吸附材料进行表征,研究其对吸附As(V)的影响因素。结果表明,在p H=3.0~10时,蔗渣炭-镁铁LDO吸附剂对As(V)的吸附量较高。准2级动力学模型可用于描述其对As(V)的吸附动力学过程,吸附等温线符合Langmuir等温方程,其对As(V)的最大吸附量为25.40 mg/g。蔗渣炭-镁铁LDO受共存K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)离子的影响较小,共存Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、HPO_4~(2-)离子影响较大,其影响大小顺序为HPO_4~(2-)CO_3~(2-)SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-。材料再生循环利用4次后,对质量浓度20.0 mg/L的As(V)的吸附效率大于90%。     

非水解溶胶-凝胶工艺结合熔盐法制备莫来石晶须

以无水三氯化铝为铝源、正硅酸乙酯为硅源、无水乙醚为氧供体、选用K_2SO_4-KCl作为熔盐,采用非水解溶胶-凝胶工艺结合熔盐法制备莫来石晶须,借助XRD、SEM和TEM等测试手段研究了在熔盐环境下莫来石干凝胶的物相转变以及熔盐的引入、热处理温度及保温时间对莫来石晶须形貌的影响。结果表明:引入熔盐后,非水解溶胶-凝胶法在850℃即可合成莫来石晶相,且熔盐K_2SO_4-KCl对莫来石晶体的一维生长有显著促进作用;热处理温度过低或过高、保温时间过短或过长均不利于莫来石晶须的制备,900℃保温3 h能制备出产率高、直径在100~150 nm,长径比为20~35、沿[001]方向择优生长的莫来石晶须。     

固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2的制备与表征

用高温磺化法制得复合型稀土改性固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2,以油酸和甲醇的酯化反应为探针反应,考察了稀土氧化物CeO_2的质量分数、磺化温度、磺化时间对催化剂SO_4~(2-)/C-TiO2-CeO2催化活性的影响。催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2的最佳制备条件为:CeO_2的质量分数为2%(以活性炭质量计)、磺化温度为200℃、磺化时间为10h。该条件下制备的催化剂用于催化油酸与甲醇的酯化反应,酯化率可达到94.78%。利用FTIR、XRD、SEM、DTG、XRF对固体酸催化剂进行了表征,结果表明:稀土氧化物CeO_2和金属氧化物TiO_2共同作用可固化SO_4~(2-),并与SO_4~(2-)形成配位结构,增强了固体酸催化剂的催化性能并提高了其热稳定性。     

水中常见离子对解毒铬渣除磷的影响

研究了几种常见离子(NO_3~-、SO_2~(4-)、HCO_3~-、SiO_3~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+))对2种解毒铬渣(600℃和800℃热解解毒)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO_3~-(NaNO_3)和SO_4~(2-)(Na_2SO_4)的存在能提高解毒铬渣的磷去除率;HCO_3~-(NaHCO_3)和SiO_3~(2-)(Na_2SiO_3)会与水中的PO_4~(3-)竞争Ca~(2+)生成沉淀,从而对铬渣除磷起抑制作用;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在能够提高铬渣的除磷率.根据上述结果及水、污水中一般离子含量,初步分析认为对铬渣固磷影响最大的应该是Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-(CO_3~(2-))离子,前2者起促进作用,后者起抑制作用.