分馏萃取分离稀土的数学模拟—HEH(EHP)-煤油-HNO_3-(Sm-Gd)(NO_3)_3体系

进行了HEH(EHP)-煤油-HNO_3-(Sm-Gd)(NO_3)_3体系的萃取平衡实验与分馏萃取实验。串级实验得到了水相出口Sm的纯度为96.7％,有机相出口Gd的纯度>99％的结果。应用萃取平衡实验数据建立了计算简便、精度较高的半经验两相分配模型:?Hi_3~aXj_(i4)~aYj_(i5)~a(i,j=1,2)。给出了由各级平衡分配模型和物料衡算式组成的非线性方程组—一串级模型。介绍了模拟计算所用的矩阵解法及其FORTRAN程序,计算所得各级金属离子浓度、水相酸度、以及自由萃取剂浓度的分布与实验值符合程度较高。     

改进的分馏萃取串级模型

本文应用萃取机理简化了文献[1]中的串级模型,同时对计算方法也作了改进。据此编写了相应的FORTRAN计算程序。对HEH(EHP)-煤油-HNO₃-(Sm-Gd)(NO₃)₃体系进行的模拟计算及改变工艺参数的计算表明,该模型可能用于计算机辅助萃取分离实验及工艺设计。     

伯胺N1923从硫酸溶液中萃取稀土元素(Ⅲ)、铁(Ⅲ)和钍(Ⅳ)的机理

本文研究了伯胺N₁₉₂₃萃取H₂SO₄、Ln(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)和Th(Ⅳ)的平衡规律。通过分配法、饱和法等的研究及IR测定,提出了不同酸度下H₂SO₄、Ln(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)和Th(Ⅳ)的萃取机理。观测了稀土元素(Ⅲ)的萃取率与原子序数的递变规律及钇的位置。     

萃取分离稀土元素及计算机模拟计算的研究

用最小二乘法回归单级萃取平衡数据,建立了一种形式简单通用的两相分配平衡模型;通过对萃取机理的分析,归纳出各级水相酸度、自由萃取剂浓度与相应级的两相稀土总浓度的关系,据此提出了一个改进的串级模型,与文献所采用的模型相比,减少了2N个变量和方程;编写了矩阵解法的FORTRAN计算程序,对若干个分馏萃取体系进行了模拟计算,所得结果与实验值吻合很好,改变工艺参数的计算结果也与实际萃取变化规律一致,说明了所用的模型及程序都是合理可行的,适用于不同萃取剂的阳离子交换萃取体系,为达到计算机辅助萃取分离稀土元素的实验及工艺设计这个目的打下了基础。     

P538萃取Fe(Ⅲ)的研究

P538是一种单烷基磷酸萃取剂(ROP(O)(OH)₂,R=C₁₂-C₁₈),已见其基本萃取性能的报道和萃取除Fe(Ⅲ)的应用。本文研究了它在煤油-硝酸盐介质间的分配平衡。并讨论了萃取机理。     

钍的萃取机理及工艺

研究了用伯胺N₁₉₂₃从硫酸体系、碳酸盐体系及用P₅₀₇从硫酸体系萃取钍的平衡规律。用几种不同方法确定了萃合物组成及萃取机理。考察了不同溶剂、水相酸度、萃取剂浓度、钍的浓度、碳酸盐种类等条件对萃取平衡的影响。     

CO2矿化反应基础研究 II．有机胺介质中碳酸化反应热力学研究

对有机胺介质中CaCl₂与二氧化碳的碳酸化反应进行了研究,在二氧化碳压力为2MPa~5MPa、CaCl₂浓度为1.31mol/L~2.44mol/L下考察了压力和浓度对该多相反应体系碳酸钙收率和有机胺萃取效率的影响。结果表明,碳酸化反应过程中碳酸钙收率和有机胺萃取效率随二氧化碳压力和CaCl₂初始浓度的增大而增加。结合Pitzer电解质溶液模型、二氧化碳溶解模型对该多相反应进行热力学平衡分析。有机胺的萃取平衡决定了HCl在有机相和水相的分配平衡,水相中H⁺浓度限制H₂CO₃解离,制约碳酸钙沉淀反应。CaCl₂浓度大小影响了HCO₃^-和CO₃²-的活度系数,对沉淀/溶解平衡也有一定影响。热力学平衡转化率与实验结果接近,表明该反应受化学反应平衡控制。     

CuSO4-氨化P507-n-C6H14体系平衡常数的计算

用热力学方法研究了酸性磷萃取剂与金属体系间的平衡计算模型,萃取体系的水相采用Pitzer半经验公式求算γCu²⁺,有机相用热力学关系求出了水、正已烷和萃取剂的活度系数.实验结果用Scatchard-Hildebrand模型关联,并经回归处理,得到了萃取反应热力学平衡常数(K=1.26×10^-7～5.26×10^-7)及萃合物的活度系数.     

多组分多出口稀土串级萃取静态优化设计研究(I)静态设计算法

研究了多组分、多出口稀土串级萃取体系静态优化设计过程的精确计算方法. 首先推导出串级萃取体系最重要的物料平衡和萃取平衡关系, 其次根据分离要求等条件确定了各出口的相对流量, 利用萃取平衡和物料平衡关系进行静态递推, 并在求解过程中根据物料平衡关系引入了校正参数, 通过对递推结果的迭代校正, 最终得到收敛的计算结果, 解决了静态设计算法的关键问题. 这一方法为多组分多出口稀土串级萃取过程的静态优化设计提供了精确算法.     

伯胺N1923萃取AgNO3的性能及机理的研究

本文研究了伯胺N₁₉₂₃萃取AgNO₃的性能及不同因素对其分配比的影响,通过多种方法确定其萃合物的组成为[Ag(RNH₂)₂]NO₃;测定并计算出该反应的表观平衡常数及热力学函数,同时分析了萃合物的红外及核磁共振谱。     

WCl4(OR)2Al(i-Bu)3体系合成1,2-聚丁二烯的研究

分析了五种醇与WCl₆在室温下交换反应产物氯含量,表明产物中W:Cl=1:4,故产物可写为WCl₄(OR)₂。以WCl₄(OR)₂-Al(i-Bu)₃为催化体系,在加氢汽油溶剂中可使丁二烯聚合,得到1,2-链节含量在80%,全同立构体在60%以上的聚合物。几种醇中,以n-C₁₀H₂₁OH交换产物的催化活性最高。各种聚合条件的改变,对聚合物微观结构及分子量分布影响不明显。     

无规聚丙烯裂化反应的动力学——端部剥离式呈零级反应的探讨

本文从裂化无规聚丙烯制取丙烯低聚物的实验入手,通过对不同裂化反应程度的试料与产物的碘值、粘度、分子量分布等的组成特性变化规律的考查,提出单分子的端部剥离式反应模型,推导了零级反应速度的计算公式:dm_p/dt=k₀m₀;同时也给出了最后进行单分子的一级反应速度的计算公式:dm_p/dt=k₁m(k₁=2k₀)。     

氯化三烷基苄基铵萃取铂(Ⅳ)、钯(Ⅱ)的热力学研究

季铵盐是萃取铂、钯的优良试剂,已广泛应用于铂族元素的分离^[1-3],季铵盐从盐酸体系中萃取铂、钯是按阴离子交换机理进行的^[4-5]。金属配阴离子按阴离子交换机理与有机阳离子生成缔合物。PtCl₆^2-的电荷密度比PdCl₄^2-的小,根据最小电荷密度原理,Pt(Ⅳ)应比Pd(Ⅱ)易被萃取。     

在Nd(OCt)3*-HAl(i-Bu)2-CH2-CHCH2Cl均相催化体系下的丁二烯聚合动力学

本文研究了丁二烯在2-乙基己酸钕-氢化二异丁基铝-烯丙基氯均相催化体系下的聚合动力学。实验结果表明,聚合速率对单体浓度和主催化剂浓度均为一级关系,对氢化二异丁基铝浓度呈1/3级关系。测得了丁二烯在本体系中聚合的表观与增长活化能以及活性中心数目。     

两相滴定法研究RE(Ⅲ)-HTTA-TBPO协萃体系

HTTA与中性膦类萃取剂协同萃取稀土元素的报导多数采用分配比法。用两相滴定法研究HTTA-TBPO协同萃取稀土元素,尚未见报导。本文用pH计测出滴定过程平衡水相的pH值,根据文献[1]的计算原理,求出HTTA的两相电离常数K_aE及HTTA-TBPO在有机相中的缔合常数K,并确定有机相中稀土萃合物的组成及其稳定常数。两相滴定法省去了测定两相中稀土离子平衡浓度的繁杂手续,仪器和试剂简单,不仅节约时间,还可得到与分配法同样可靠的结果,是研究协萃体系的一种简便方法。     

硝酸铕18-C-6(4:3)络合物的晶体结构

标题化合物的分子式为[Eu(NO₃)₆][Eu(NO₃)₂C₁₂H₂₄O₆]₃。晶体属单斜晶系,空间群为C2/m,a=28.772(6),b=11.142(2),c=12.024(2)Å,β=112.63(2)°,Z=2。对1167个可观察反射(I≥3σ(I)),用块矩阵最小二乘法精修所有的结构参数,最后的一致性因子R=0.063。结构分析表明:晶体学上有三个不同的离子,(1)[Eu(NO₃)₆]^3-,(2)[Eu(NO₃)₂C₁₂H₂₄O₆]⁺(有序)和(3)[Eu(NO₃)₂C₁₂H₂₄O₆]⁺(无序)。前两个离子都具有C_2h对称性。第三个离子是C₁对称性,它有一个无序的冠醚环。在Fourier图上二个冠醚环叠加,它们的相互交错角为32°。     

稀土硝酸盐与穴醚(2.2)及穴醚(2.2.2)配合物的合成和性质

由三价稀土、镧、铕和镱的硝酸盐分别与穴醚(2.2),穴醚(2.2.2)反应,合成相应的五种固体配合物,并进行了元素分析,IR,NMR,TG,DTA,电化学等性质的研究。     

LaNiO3衬底上Pb(ZrxTi1－x)O3铁电薄膜及梯度薄膜的制备和研究

报道了在镍酸镧 (LaNiO₃, 简称LNO)衬底上锆钛酸铅 [Pb(Zr_xTi_1－x)O₃, 简称PZT]铁电薄膜及其成分梯度薄膜的结构、介电性能、铁电性能以及热释电性能. 首先通过金属有机化合物热分解(MOD)法在Si(100)基片上制备出LaNiO₃, 薄膜, 再通过溶胶-凝胶(sol-gel)法, 在LNO/Si(100)衬底上制备出Pb(Zr_0.80Ti_0.20)O₃, [PZT(80/20)]和Pb(Zr_0.20Ti_0.80)O₃, [PZT(20/80)]铁电薄膜及其成分梯度薄膜. 经俄歇微探针能谱仪(AES)对制备的梯度薄膜进行了成分深度分析, 结果证实成分梯度的存在. 经XRD分析表明, 制备的梯度薄膜为四方结构和三方结构的复合结构, 但其晶面存在一定的结构畸变. 经介电频谱测试表明, 梯度薄膜的介电常数比每个单元的介电常数要大, 但介电损耗相近. 在10 kHz下, 梯度薄膜的介电常数和介电损耗分别为317和0.057. 经电滞回线的测试表明, 梯度薄膜的剩余极化强度比每个单元都大, 而矫顽场却明显较小. 梯度薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为29.96 μC•cm^-2 和54.12 kV•cm^－1. 经热释电性能测试表明, 室温下梯度薄膜的热释电系数为5.54×10-8 C•cm^－2•K^－1, 高于每个单元的热释电系数.