磷石膏蒸压制备半水硫酸钙晶须

以磷石膏为原料,利用蒸压法制备半水硫酸钙晶须.采用均匀设计实验的基础上,进一步考察了料浆固液比、反应时间、蒸压压力对产品长径比的影响,并借助透射偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)等仪器对产品进行表征.结果表明,最佳反应条件:料浆固液比0.15 g· mL-1、反应时间0.5h、蒸压的压力0.3 MPa,在此条件下制备出了长径比99.07、晶须直径约1μm、纯度高、结晶良好的晶须产品.并从微观形貌、晶体结构、物相分析三个方面阐明了半水硫酸钙晶须生长规律.本研究对磷石膏的高值化利用具有指导意义.     

半水磷石膏的晶型、形貌及胶凝性能的影响因素研究

考察了半水法湿法磷酸工艺参数液相SO42-浓度,反应温度,磷酸浓度、磷矿粉掺量以及搅拌速度对半水磷石膏晶型、形貌及胶凝性能的影响.结果表明:影响半水磷石膏晶型的主要因素是液相SO42-浓度、反应温度以及磷酸浓度.半水磷石膏颗粒主要是以不同取向的六方柱状半水硫酸钙晶体的聚晶形式存在.工艺参数对半水硫酸钙的晶体形貌有不同程度的影响,其中液相SO42-浓度对晶体形貌影响最大.从兼顾半水法湿法磷酸生产工艺及调控半水磷石膏胶凝性能的角度出发,提出优化的生产工艺条件:磷酸溶液P2O5质量分数36;,磷矿粉掺量质量分数15.3;,液相SO42-浓度20 mg·mL-1,反应温度95℃,搅拌速度135 r · min-1.在此工艺条件下,半水法湿法磷酸工艺可以副产出具有较好胶凝性能的半水磷石膏,抗折强度2.75 MPa,抗压强度5.28 MPa.     

K2SO4/KCl添加剂对脱硫石膏晶须结晶的影响

以提纯后的脱硫石膏为原料,分别以K2 SO4和KCl为添加剂,采用水热法制备了脱硫石膏晶须,研究了添加剂用量对晶须显微结构、长径比和溶液组成的影响,并探讨了其作用机理.研究结果表明:添加剂用量对晶须形貌影响较大,但并不影响其物相组成;当K2SO4、KCl用量分别为3;和5;时,制备的晶须结晶良好,长径比分别达80和50.加入K2SO4后,脱硫石膏在反应溶液中的溶解度减小,而加入KCl,其溶解度增大.强电解质离子K+的加入,促使晶须延c轴生长,从而使其长径比增大.     

磷石膏常压酸化法制备无水硫酸钙晶须的实验研究

以磷石膏为原料,一步常压酸化法制备无水硫酸钙晶须.采用单因素实验方法研究了盐酸浓度、反应温度、反应时间和固液比4个因素对制备硫酸钙晶须的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对反应产物样品的物相、微观形貌进行了表征.结果 表明:在盐酸浓度为5 mol/L、反应温度为90℃、反应时间为3h和固液比为0.10g/mL的条件下,一步法制备出了直径为1～4μm、长径比为3～8的无水硫酸钙晶须.分析认为,无水硫酸钙晶须是在二水硫酸钙溶解量达到其过饱和度后从溶液中结晶形成的.     

利用脱硫石膏制备高品质二水石膏

利用脱硫石膏在酸性溶液中重结晶的特点,采用重结晶技术对脱硫石膏进行脱色提纯,通过对溶解、结晶过程的控制制备出高纯度、高白度的二水石膏.研究了硫酸浓度、晶种量、料浆浓度、稳定剂、温度、反应时间、陈化时间对二水石膏结晶的影响,并进行了母液循环实验.研究结果表明:常压下,H2SO4用量10.0;,Ca(OH)2用量0.5;,料浆浓度7.4;,聚乙二醇用量0.5;,反应温度120℃,反应时间2.5h,陈化24h后生成的二水硫酸钙结晶形貌良好,白度为94.01;,纯度达99.24;;母液循环3次后生成的二水石膏纯度大于98;.     

添加CaSO4·2H2O为晶种制备磷石膏半水硫酸钙晶须

以固体废弃物磷石膏为原料,在传统常压醇水热法的基础上添加CaSO₄·2H₂O为晶种制备半水硫酸钙晶须。采用单因素试验法探究了晶种含量、丙三醇含量和磷石膏质量分数对晶须结构和形貌的影响,确定晶须的最佳制备工艺条件。采用SEM和XRD对样品进行表征分析,实验结果表明:添加CaSO₄·2H₂O晶种制备晶须的长径比(49.29)比只添加丙三醇的样品的长径比(30.99)提高了近60%;当丙三醇与水的体积比(V)为1、晶种含量为1%、磷石膏质量分数为5%时制备的晶须的平均直径为0.65 μm,长径比达到了62.15,晶须的尺寸均匀。这说明添加1%CaSO₄·2H₂O晶种、V为1的丙三醇和质量分数为5%的磷石膏在常压下能制备出高长径比和尺寸均匀的半水硫酸钙晶须。     

溶液中杂质离子对石膏晶须生长的影响

为查明以工业石膏为原料制备石膏晶须时溶解的杂质离子对晶须的影响,在分析典型工业石膏主要杂质离子的基础上,对溶液中含有Na+、Al3+、K+、Sr2+、Mg2+和F-杂质离子时石膏晶须的制备进行了研究.采用XRD、IR 光谱、光学显微镜和ICP-AES对石膏晶须样品进行了表征,讨论了杂质离子对石膏晶须物相、结构、化学组成和形貌的影响.结果表明,碱金属离子Na+、K+及高电荷惰性气体型离子Al3+对石膏晶须的形貌无明显影响;碱土金属离子SF2+、Mg2+能够提高晶须的长度和长径比;阴离子F-不仅会引起晶须呈帚状聚集,而且会导致晶须的纯度降低.杂质离子在石膏晶须生长过程中可不同程度地进入晶格代替Ca2+或SO42-.工业上制备石膏晶须时可采用Sr2和Mg2提高晶须的长度和长径比,应避免高浓度的Na+、K+和Al3+以及F-对晶须造成的不利影响.     

混合助晶剂促进大长径比硫酸钙晶须的调控研究

以预处理后的磷石膏为原料,氯化镁、丙三醇、丙三醇/无水乙醇、丙三醇/硬脂酸为助晶剂,采用水热法制备了硫酸钙晶须,利用XRF、SEM、XRD和FT-IR分别对硫酸钙晶须的成分含量、表面形貌、物相特征等进行了表征.结果表明,混合助晶剂能够明显增大硫酸钙晶须的长径比,提高晶须合成率,改善晶须形貌.在丙三醇/无水乙醇体系中,当V(无水乙醇)/V(丙三醇)=0.8时,硫酸钙晶须的合成率为96;,长径比可达90.在丙三醇/硬脂酸体系中,当m(硬脂酸)/m(磷石膏)=2;时,硫酸钙晶须的合成率为94;,长径比可达75.     

H2SO4-H2O中硝酸铜对脱硫石膏晶须生长的影响

以处理后的脱硫石膏为原料,在H₂SO₄-H₂O体系中以Cu(NO₃)₂为晶形控制剂采用水热法制备脱硫石膏晶须,探讨了Cu(NO₃)₂对脱硫石膏晶须生长的影响机理。结果表明:Cu(NO₃)₂对脱硫石膏有明显促溶作用,其中Cu²⁺可减小溶液中各离子的活度系数,使溶液中的Ca²⁺浓度增大。NO^-₃通过静电作用在Ca²⁺周围聚集并对SO^2-₄产生屏蔽作用,导致脱硫石膏继续溶解并使Ca²⁺和SO^2-₄的浓度处于相对稳定状态,有利于半水脱硫石膏晶体的形核与生长。此外,Cu²⁺还可在晶须的生长过程中选择性吸附在晶须表面,生成CuSO₄,促进了脱硫石膏的结晶生长,最终在Cu(NO₃)₂用量为2.0%(质量分数)时制备的脱硫石膏晶须长径比约为73。     

添加剂对卫生陶瓷注浆成型石膏模性能影响的研究

选择了三种成膜性较好的高分子物质羧甲基纤维素钠(CMC)、聚乙烯醇(PVA)和甲基硅酸钠对石膏模进行改性,并采用SEM测试方法对石膏晶体形貌进行表征分析.结果表明:这三种高分子添加剂都能显著降低石膏的溶蚀率和提高石膏试样强度.CMC由于羧基与钙离子结合可改变石膏晶体形貌,而PVA和甲基硅酸钠对石膏晶体形貌无影响,但分子中憎水基的存在使得石膏模瞬间吸水能力减弱.综合考虑,CMC、PVA和甲基硅酸钠的最佳添加量分别为石膏粉质量的0.03;、0.015;、0.075;.甲基硅酸钠相比而言更适合工业化生产作为石膏模改性添加剂.     

软模板调控碳酸锶结晶特性的研究

本文在实验室的条件下,通过用均相沉淀法和共沉淀法,采用多聚磷酸钠、酒石酸钠、EDTA/氯化锌、EDTA、氯化镁作为晶形控制剂分别合成了长为2～4μm,直径为200nm左右的柱状、长为1～3μm,直径为80nm左右的线状、长为1～2μm,直径为50nm左右的线状、粒径为200nm左右的球状以及粒径为2～3μm的不规则状等碳酸锶晶体.并且对利用多种软模板调控碳酸锶晶体的生长机理进行了初步的分析,得出了软模板导致晶体结晶的大小和形貌变化的多样性机理.     

络合溶胶-凝胶法制备不同形貌的莫来石微晶

采用溶胶-凝胶法,以Al(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,分别以草酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸钠为络合剂,合成了具有不同微观形貌的莫来石粉体.并运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、红外傅里叶变换分析仪(FFIR)、EDS能谱及扫描电子显微镜(SEM)等对制备的莫来石粉体的物相、形貌和元素组成进行了表征.结果表明:莫来石的开始合成温度在1046℃左右,而实际后处理温度要达到1300℃才能得到结晶良好且为单一物相的莫来石粉体.通过添加不同络合剂,经过煅烧,均得到了物相单一,形貌分别为棒状、棒簇状和花纹状莫来石微晶.     

不同掺杂量对水热合成Zn1-xNix O稀磁半导体粉体的影响

本文主要考虑不同掺杂量对水热合成Zn1-xNixO稀磁半导体粉体的影响.采用水热法,以3 mol/L NaOH作为矿化剂,在240℃下,保温24 h左右,进行Ni掺杂(x=0.05,0.1,0.2),合成Zn1-xNixO稀磁半导体晶体.XRD、FE-SEM测试表征晶体的物相组成和晶体形貌,XRD表明所制备的zn0.95Ni0.05O稀磁半导体晶体发育比较完整.通过UV-vis测试进一步说明掺杂的效果.VSM测试表明,所制备的样品在室温下有良好的磁滞回线,表现出铁磁性.     

水热合成长叶片状锐钛矿相TiO2纳米晶

本文以水热法合成的钛酸钠纳米管为前驱物,经过二次水热处理制备出了叶片状纯锐钛矿相TiO2晶体.采用高分辨TEM、XRD对晶体形貌和结构进行了分析.在纯水条件下,TiO2晶体长度达到1～2 μm,宽度100～200 nm,钛酸钠纳米管全部转化为锐钛矿相TiO2.pH值为11时,除了合成出微米级叶片状TiO2以外,还有少量未反应的钛酸钠纳米管以及由纳米管展开的膜片物,反映了钛酸钠纳米管向纯锐钛相叶片状TiO2转化的中间过程,显示在特定的水热条件下锐钛相TiO2和钛酸钠互相转化.     

丁醇-变频微波-水热法制备优质碱式硫酸镁晶须及表征

以MgSO4·7H2O、NaOH为原料,采用丁醇-变频微波-水热法制备了优质碱式硫酸镁晶须.样品用XRD,SEM,TEM,TG-DTA进行了物相、粒度、晶体形貌结构和热分析.考察了传统的水热法、变频微波-水热法、丁醇-水热法、丁醇-变频微波-水热法四种工艺对碱式硫酸镁晶须晶形、结构、分散性的影响.实验发现,在水热反应体系中加入体积分数为25;的丁醇,并采用变频微波加热,调节微波炉反应温度T=130 ℃,反应时间t=9 h时可获得粒度分布均匀、晶形好、分散性好、表面光滑、缺陷少的优质碱式硫酸镁晶须.透射电镜下估算晶须直径约为0.8～1.1 μm,长度约为60～100 μm.初步分析了微波、丁醇对碱式硫酸镁晶须生长的作用.     

F-及SiF2-6对α型半水硫酸钙结晶成核及形貌的影响

本文模拟了半水法湿法磷酸生产过程中α型半水硫酸钙(α-HH)的结晶过程。在30%P₂O₅,反应温度95 ℃,过饱和度S=1.64~2.10条件下,通过浊度仪监测溶液中浊度变化,测定了不同F^-及SiF^2-₆浓度下α-HH结晶诱导时间,采用经典成核理论公式计算了α-HH的临界晶核半径及成核速率,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征分析了F^-及SiF^2-₆对α-HH结晶过程的影响。结果表明:随着F^-、SiF^2-₆浓度的升高,α-HH晶体的结晶诱导时间延长,表面能和临界晶核半径都增大,然而成核速率减小。当过饱和度S=1.64时,加入0.06 mol·L^-1 F^-,α-HH结晶诱导时间延长了465 s,成核速率减小到0.403×10²⁹ 晶核数·cm^-3·s^-1,然而,加入0.06 mol·L^-1 SiF^2-₆,α-HH结晶诱导时间延长了710 s,成核速率减小到0.339×10²⁹晶核数·cm^-3·s^-1。SiF^2-₆对α-HH晶体抑制成核作用大于F^-。F^-、SiF^2-₆阻碍了α-HH晶体沿C轴方向生长,使得晶体长径比减小,晶体形貌向短柱状变化。F^-、SiF^2-₆影响了α-HH晶体(200)、(310)、(400)晶面衍射峰强度和结晶度。控制半水法湿法磷酸中F^-及SiF^2-₆浓度水平,可以得到短柱状的α-HH晶体,有利于过滤洗涤。     

制备方法与Ce3+对二水硫酸钙晶须形貌的影响

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl₃·7H₂O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明：采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce³⁺以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响,但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce³⁺能够促进晶须向一维生长,使得CSW的长径比显著增加,而过量的Ce³⁺会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性,这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。     

磷酸盐和不同价态的阳离子氯化物对石膏硬化体结构与性能的影响

以不同种类的磷酸盐(Na3PO4、Na5P3O10和(NaPO3)6)和不同价态的阳离子氯化物(NaCl、MgCl2、AlCl3)为添加剂,借助SEM等其他测试手段分析石膏硬化体的显微结构,研究半水石膏浆成型和石膏硬化体性能的变化.结果表明,氯化物无机盐中阳离子价态的升高对半水石膏浆的凝结时间无明显影响,但会引起石膏硬化体的吸水率显著提高,硬化体强度略有下降;加入磷酸盐后石膏浆的缓凝时间显著增长,石膏硬化体的吸水率下降,强度提高,其中以(NaPO3)6影响最为显著.当磷酸盐添加量达到0.12;时,硬化体性能趋于稳定,添加了(NaPO3)6和Na5P3O10的石膏硬化体结构中存在着较多柱状晶体.     

微波辅助水热条件对二乙胺合成SAPO-11晶体结构与性质的影响

以二乙胺为模板剂,利用微波辅助水热合成法制备了SAPO-11晶体,研究了水热温度和时间对合成产物晶体结构性质的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对SAPO-11晶体的物相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸性进行了分析表征。研究结果表明,不同水热条件对SAPO-11晶体结构性质影响较大。反应温度低于180℃时,合成样品仅存SiO2物相,无SAPO-11晶相生成;反应温度高于200℃时,部分SAPO-11晶体二次生长致使晶粒均匀度和比表面积大幅下降;反应时间大于1 h时,SAPO-11晶体生长易转晶生成少量AlPO4-5和CFSAPO-1(C)杂晶相;在反应温度200℃,反应时间1 h条件下制备得到的纯相SAPO-11球形晶粒表面具有弱酸特征,比表面积、孔容和平均孔径分别达199.4 m2·g-1,0.15 cm3·g-1和2.92 nm。     

无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响

将无水硫酸钙晶须掺入天然石膏,脱硫石膏和磷石膏三种石膏基体中,研究无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基体性能的影响.并利用XRD和SEM分别分析三种石膏基体原材料的物相组成和掺有无水硫酸钙晶须石膏基复合材料的微观性能.结果表明,随着无水硫酸钙晶须掺量的增加,三种石膏基复合材料的凝结时间均缩短,气孔率都先降低后上升.天然石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度和抗压强度较空白样分别增长31.6;和10.7;.脱硫石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为10;时力学性能最优,抗压强度较空白样提高18.5;.磷石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度较空白样提高98.3;.