硫化矿机械活化机理研究现状与展望

随着矿产资源的日趋贫乏,迫切需要新工艺强化难处理多金属复杂矿的湿法冶金过程.而机械活化作为强化湿法冶金过程的常用方法,可有效地强化大多数难浸硫化矿的湿法冶金工艺,而对少数难浸硫化矿湿法冶金过程的强化效果不明显.因此,有必要探索不同硫化矿的机械活化机理和机械活化效果的基础理论问题,推动湿法冶金理论向可预见性和实用性方向发展.本文在综述国内外学者对固体机械化学理论研究的基础上,结合作者已有的研究工作,系统地综述了硫化矿机械活化机理的研究现状,并对今后的研究工作进行了展望.     

铁离子对硫化矿发电浸出过程影响的机理研究

本研究采用双电池体系考察了铁离子对硫化矿的FeCl3浸出过程的影响.研究结果表明,Fe3 对所研究各硫化矿发电浸出的影响效果类似:阴极电解液中Fe3*仅在较低的FeCl3浓度范围内(<0.1～0.2 mol L1)对发电浸出速率有显著影响.对各矿物提出了相应的反应机理,建立了各体系发电浸出速率与[Fe3 ]的动力学关系,对镍精矿、铜精矿、闪锌矿及方铅矿体系分别为:模型与实验结果吻合.     

氯离子对硫化矿发电浸出过程影响的机理研究

采用双电池体系综合考虑了Cl-对硫化矿的FeCl3浸出过程的影响.研究结果表明,Cl-对所研究各硫化矿发电浸出的影响效果类似:阳极电解液中Cl-直接参与硫化矿发电浸出过程.发电输出功率随着Cl-浓度的增加而增加,但是浓度增大到一定程度时,其影响作用减弱.本研究对各矿物提出了相应的反应机理,建立了各体系发电浸出速率与[Cl-]的动力学关系,对镍精矿、铜精矿、闪锌矿及方铅矿体系分别为:模型与实验结果吻合.     

润湿特性对超级电容器储能动力学的影响机理

润湿特性对超级电容器储能性能有着至关重要的影响。借助分子动力学模拟,本文研究了润湿特性对超级电容器储能动力学行为的影响。以石墨烯和晶体铜作为疏电解液和亲电解液电极材料。结果表明,在充电过程中,亲电解液铜电极呈现出非对称的U型微分电容曲线,负极电容是正极的～5.77倍,不同于经典双电层理论Gouy-Chapman-Stern(对称U型)和疏电解液型。该现象与离子自由能阻力分布密切相关,负极自由能阻力远小于正极(～2倍)和疏电解液电极,进而有利于强化双电层结构对电极电压的响应能力,导致更高微分电容。通过微分离子电荷密度,本文再现了微分电容演变规律,并发现改善润湿性会显著降低双电层厚度。最后,我们指出润湿性直接影响储能微观机理,将电荷储存机制从离子吸附和交换共同主导(疏电解液)转变到离子吸附主导(亲电解液)。本文所得结论揭示了润湿特性对储能动力学行为影响的原子层级机理,对超级电容器材料设计、构筑与润湿特性调控具有重要指导意义。     

硅橡胶硫化反应场的数值模拟

以化学反应动力学原理为基础,实验确定了硅氢加成反应的动力学模型;引入 了硫化率增量的概念,获得了全量硫化率和硫化率增量的数值计算式;根据统计理 论,获得了起始分子无规分布时的交联结构参数的数值计算式;介绍了非稳态硫化 反应场的有限元模拟步骤。在此基础上,设计了硅橡胶硫化反应过程的有限元模拟 软件;应用该软件,根据输入的初边值条件,可计算任一空间点在任一时刻的交联 反应参数和交联结构参数,进而可预测制品性能、优化反应参数,或优化设计高分 子材料。最后给出了一个典型算例,并实验验证了该模拟理论及算法的合理性。     

活化/去活化过程对高密度表面引发聚合反应动力学的影响

利用粗粒化分子动力学方法提出了一个包含活化/去活化可逆过程的表面引发聚合反应模型,用以研究高引发密度表面引发聚合反应过程中不同聚合速率和不同转化几率(活化/去活化)对产物聚合物刷性质的影响.可通过调节聚合反应几率和活化/去活化过程发生的比率,在相对短的时间内制备高引发密度下低分散性的聚合物刷.     

机械活化木薯淀粉氧化产物的结构表征

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60min的木薯淀粉为原料,CuSO4为催化剂,H2O2为氧化剂干法制备氧化淀粉。利用红外光谱、扫描电子显微镜、X-射线衍射等手段对产物的结构进行表征分析,并与原淀粉的氧化产物进行比较。结果表明,机械活化对木薯淀粉的氧化反应有显著的影响。原木薯淀粉的氧化反应主要发生在淀粉颗粒的表面及无定形区,部分发生在结晶区,产物是无定形及结晶状态的结构;活化淀粉的氧化反应在淀粉团粒表面及内部均匀进行,产物是无定形的聚集状态结构。并就机械活化对淀粉氧化的强化机理进行了探讨。     

还原焙烧红土矿的硫酸浸出动力学

研究了选择性还原焙烧红土矿的硫酸浸出动力学.实验考察了浸出温度(30 ℃～70 ℃)和硫酸浓度(0.01～0.5 mol·l-1)对Ni、Fe浸出率的影响.结果表明:红土矿的选择性还原焙烧可增快Ni的浸出而抑止Fe的溶解.Ni的浸出动力学可用Avrami方程描述,其浸出反应的表观活化能为(15.40±0.18) kJ·moL-1.Fe的浸出受内扩散过程控制,浸出的表观活化能为(55.16±1.37) kJ·moL-1.     

沥滤法制备低蛋白天然橡胶的硫化动力学研究

鉴于离心法制备低蛋白天然橡胶需要繁重设备和繁琐的工艺,本研究拟采用碱性蛋白酶处理天然胶乳,然后多次沥滤配合绉片的方法制备低蛋白天然橡胶。对比沥滤法低蛋白天然橡胶与离心法低蛋白天然橡胶的交联密度、力学性能和硫化特性参数。结果表明,沥滤法低蛋白天然橡胶的交联密度高,拉伸强度大,硫化速率快,硫化反应活化能低。     

铜离子在合金硫化镍矿浸出过程的化学动力学

建立了在常压氧化硫酸浸出合金硫化镍矿过程中通氧反应结束后铜离子浸出镍的动力学方程,反应的表观活化能为129.88 kJ.K-1.mol-1.根据该动力学方程,可以进一步对硫酸氧化浸出合金硫化镍矿过程中镍的浸出速率进行推导.     

MCM-41担载的镍钼硫化物上二苯并噻吩的加氢脱硫反应动力学

 采用高压滴流床反应器研究了在WHSV＝30~90 h-1,p＝5.0 MPa和θ＝280~340 ℃的条件下,二苯并噻吩(DBT)在不同Ni含量的Ni-Mo/MCM-41催化剂样品上的加氢脱硫(HDS)反应动力学. 应用拟1级活塞流模型计算了该系列催化剂上的HDS反应的表观反应速率常数以及加氢反应路径和氢解反应路径的反应速率常数. 结果表明,加氢反应路径的速率常数和氢解反应路径的速率常数在同一个数量级上,说明在Ni-Mo/MCM-41上进行DBT的HDS反应时, 这两个平行的反应路径是并重的. 随着催化剂中Ni/Mo原子比的增大,两个反应路径的速率常数均增大,并在Ni/Mo原子比为0.75时达到最大值. 当Ni/Mo原子比增大到1.0时,两个反应路径的速率常数均大幅下降. 根据Arrhenius方程求得了DBT在Ni-Mo/MCM-41上进行HDS反应的表观活化能. 结果表明,催化剂的活性与表观活化能存在明显的相关关系,活化能越低,活性越高.     

表面能与晶体生长/溶解动力学研究的新动向

界面现象使物质在结晶过程中出现了临界现象.但最近的研究指出在物质溶解过程中,在表面能量的控制下也存在着临界现象以及尺寸效应.实验发现,当晶体自身小到一 定的程度时(通常在纳米尺度上并和临界蚀坑的大小相近),在溶解过程中其速度会自发降 低,反应被抑制乃至停止.尽管在热力学上表面能的因素可以赋予小颗粒晶体较大的溶解度 ,但表面能却也能通过对临界条件的控制而使这些微粒在动力学上不被溶解.这个发现不仅 解决了纳米颗粒在水溶液中稳定性的问题,而且还从动力学的角度解释了生物矿物选择纳米 尺度作为其基本构成单元的原因.由于表面能和晶体生长/溶解的动力学有着密切的关系, 我们可以通过对表面能的调节来修改它们的动力学速度和晶体的形貌.反过来,也可以用动力学的方法来测定表面能及表面吸附/脱附常数等.相对于常规的界面研究手段,通过生 长和溶解动力学途径所得的数据有着很好的可靠性及重复性.我们认为,晶体生长和溶解的 动力学和表面能的研究相结合,不仅为界面研究提供了新的思路和方法,而且也会推动晶体生长和材料科学的发展.     

邻菲啰啉对固定尿酸酶催化反应动力学的影响

聚苯胺和聚此咯具有很高的稳定性和良好的导电性．用导电高聚物固定酶比用其它材料，如聚丙烯酸胺胶体和导电有机盐（TTF、TCNQ），要方便得入所以导电高聚物是固定酶的一种新型的载体．用聚吡咯和聚苯胺固定的葡萄糖氧化酶形成的电极具有很好的生物电化学响应和很高的稳定性[1-8]．在酶催化反应中，酶的激活和抑制作用，对于医药和生理有重要意义．邻菲少批是尿酸酶的激活剂问，但至今未见有关这方面的动力学报导．由于用酶电极能准确和方便地测定酶催化反应速率，所以本文报名用电化学方法来研究邻菲哮批对失活了的尿酸酶的激活作用及…     

邻菲啰啉对固定尿酸酶催化反应动力学的影响

The activation energy of the enzyme-catalyzed reaction for uric acid decreases markedly in the presence of o-phenanthroline, which activates the bioelectrochemicla activity of the polypyrrole uricase electrode. The response current of the enzyme electrodeis independent of the concentration of o-phenanthroline. Based on the experimental results, the mechamsm of the enzyme-catalyzed reaction for uric acid in the presence of o-phenanthroline is presented as follows: E+A→EA, EA+S EAS, EAS→EA+P, where E, A, S and P are the enzyme, activator, substrate and product, respectively. The effects of pH value, potential and the uric acid concentration on the response currents of the uricase electrode have been studied in the presence of o-phenanthroline. In the presence of o-phenanthroline, the response current of the enzyme electrode increase linearly with increasing concentration of uric acid in the region of 0.07 to 0.67 mmol·L~(-1), therefore the polypyrrole uricase electrode which has once lost its activity can be activated and used again to determine the substrate concentration.     

Kinetics of Anodic Dissolution of a Hydrophilic Metal: Effect of the Surface Morphology

Current-voltage curves for the anodic dissolution of iron in acid chloride and sulfate solutions containing Cl^–, Br^–, and I^– ions are calculated. Calculations, made on the basis of a model of spatial separation of dissolution and passivation processes, account for the formation of pairs of kinks on stationary steps. The calculated curves quantitatively coincide with those found in literature. It is shown that portions of passivity in the curves are caused by specifically adsorbed anions, which hinder motion of kinks, while regions of nonpolarizability are connected not with the desorption of anions but with accelerated formation of vacancies on the steps, generating fresh active dissolution centers.     

2MgO．2B2O3．MgCl2．14H2O在60℃水中的溶解 及相转化动力学研究

用动力学方法研究了2MgO     

Kinetics of the Dissolution of Silver in Thiocarbamide Solutions

The dependence of the rate of solution of silver on the pH of the solution, the ratio of the iron(III) and thiocarbamide concentrations, and the temperature has been determined. The rate constants for the solution of silver (k _i = 2.3·10^–4 to 9.6·10^–4s^–1) at temperatures from 283-298 K have been calculated and from the temperature dependence of the rate constant the activation energies have been calculated: 68.84 kJ/mol for kinetic control of the rate of solution and 26.06 kJ/mol in the adsorption inhibition region.     

Studies on the Kinetics of the FO CO Reaction

IntroductionAproposedcycleinvolvingtheFOradicalsisl:ThecontributionofthiscycletothecatalyticdestrUctionofozoneisdeterndnedbythefirststep.Thereaction(l)isalsothoughttobeapossiblesinkforatInosphericCO2.Baueretal.3gavearateconstantofl.24.lO-i3cm3/sforreaction(l),whichwasbelievedtobecorrectwithinafactorof2at9(X)-l4(X)K.Theactivationenergywasestimatedtobe46.OkJ/mol.Bedzhanyanetal.4reportedk<4xlO-"and<5xlO-l6cm3/sat3ooand55OK,respectively.Alowerbarrierofl3.8kJ/molcanbeextrapoIated.Francisco…     

NCS自由基与NO反应动力学的理论研究

用量子化学密度泛函理论B3LYP/6-31+G^*和高级电子相关校正的偶合簇[CCSD(T)/6-311+G^*]方法,对NCS自由基与NO反应的机理和动力学进行了理论研究,得到了体系的势能面信息和可能的反应机理.计算了反应的热力学参数及反应能垒.采用传统过渡态理论计算了各反应通道的速率常数.研究结果表明,NCS自由基与NO反应中存在4个反应通道,产物分别为OCS+N₂,CS+N₂O,ONS+CN和ONCNS.从能量变化和反应速率两方面考虑,NCS+NOOCS+N₂应为主反应通道.