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盐湖水氯镁石合成三方硼镁石的结晶机理及动力学研究
1
作者 彭姣玉 谈钰琴 +3 位作者 杨克利 董亚萍 张波 李武 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期56-62,共7页
硼酸镁是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、陶瓷和塑料高分子等行业中。针对活性MgO合成三方硼镁石成本高等缺点,以盐湖水氯镁石为镁源、五硼酸钠(或硼酸和氢氧化钠)为硼源,开展了水热法快速合成三方硼镁石的实验研究。采用动力学方... 硼酸镁是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、陶瓷和塑料高分子等行业中。针对活性MgO合成三方硼镁石成本高等缺点,以盐湖水氯镁石为镁源、五硼酸钠(或硼酸和氢氧化钠)为硼源,开展了水热法快速合成三方硼镁石的实验研究。采用动力学方法和拉曼光谱技术对其结晶机理及动力学进行了探讨。结果表明,温度、原料物质的量比对合成三方硼镁石影响较大,当温度为25℃或室温、五硼酸钠和氯化镁物质的量比为1∶8时,三方硼镁石的合成时间短、纯度高。水氯镁石的加入可促进五硼酸钠碱金属溶液中的B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)缩聚反应生成B_(6)O_(7)(OH)_(6)^(2-),对应溶液则转化为碱土金属硼酸镁过饱和溶液,有利于六硼酸镁盐难溶化合物(三方硼镁石)的结晶析出,晶体生长机制为多核表面反应控制。该研究提供了一种三方硼镁石快速合成的方法,工艺简单且成本低,同时对盐湖镁资源综合利用也具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 水氯镁石 五硼酸钠 三方硼镁石 结晶机理 动力学
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多孔有机框架材料吸附与分离同位素的研究进展 被引量：1
2
作者 汪占琴 贾永忠 +2 位作者 李波 邵斐 景燕 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1916-1920,共5页
综述了近年来以金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)为代表的多孔有机框架材料,作为新型吸附剂在分离气相同位素和液相同位素的研究进展,并对目前的研究中存在的困难和未来的发展趋势进行了梳理和展望,为进一步探索MOFs/COFs在同位... 综述了近年来以金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)为代表的多孔有机框架材料,作为新型吸附剂在分离气相同位素和液相同位素的研究进展,并对目前的研究中存在的困难和未来的发展趋势进行了梳理和展望,为进一步探索MOFs/COFs在同位素吸附分离中的应用提供参考。 展开更多
关键词 金属有机框架 共价有机框架 同位素 吸附与分离
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水热生长碱式硫酸镁纳米线结晶动力学研究 被引量：1
3
作者 乃学瑛 吴鹏 +3 位作者 程远 肖剑飞 刘鑫 董亚萍 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3038-3044,共7页
以硫酸镁和氢氧化钠为原料,邻苯二甲酸氢钾为络合剂,采用络合-水热法制备了碱式硫酸镁纳米线;采用宏观动力学方法结合微观结构分析,进行碱式硫酸镁结晶机理研究。通过分析Mg浓度与时间的变化关系曲线,建立结晶动力学方程;然后根据晶体... 以硫酸镁和氢氧化钠为原料,邻苯二甲酸氢钾为络合剂,采用络合-水热法制备了碱式硫酸镁纳米线;采用宏观动力学方法结合微观结构分析,进行碱式硫酸镁结晶机理研究。通过分析Mg浓度与时间的变化关系曲线,建立结晶动力学方程;然后根据晶体缺陷分析碱式硫酸镁纳米线表面成核机制。实验结果表明:碱式硫酸镁纳米线在140和160℃结晶机理为多核控制表面生长;在180和200℃时结晶机理发生了变化,转变为线性控制表面生长;碱式硫酸镁纳米线的晶格中存在着较多的刃型位错与螺型位错,可以促进其表面成核、快速生长。 展开更多
关键词 碱式硫酸镁 纳米线 水热 结晶 动力学 成核
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卤水中溶解性有机质的光谱学性质和光降解行为研究
4
作者 杨克利 董亚萍 +2 位作者 李武 彭姣玉 刘海宁 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期187-195,共9页
卤水中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)会对盐田日晒工艺和产品质量产生不利影响,如盐田卤水的蒸发速率减缓、蒸发度减小以及提取的矿物产品带有刺鼻的气味、浓重的颜色等。因此,对具有资源开发利用价值的卤水体系中DOM结... 卤水中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)会对盐田日晒工艺和产品质量产生不利影响,如盐田卤水的蒸发速率减缓、蒸发度减小以及提取的矿物产品带有刺鼻的气味、浓重的颜色等。因此,对具有资源开发利用价值的卤水体系中DOM结构和性质的研究可以为后续DOM的有效去除或在DOM共存体系中调控无机盐结晶工艺路线提供有效的指导意见。本文以自然界中广泛存在的两种不同类型的卤水体系,即盐湖卤水DOM(SLDOM)和油田卤水DOM(OFDOM)为研究对象,采用溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)分析、光谱学分析和平行因子分析等手段对DOM的含量、分子量分布特征、光谱学结构和光降解行为开展了研究。DOC和荧光分析表明SLDOM和OFDOM的DOC含量和生物指数(BIX)值相似;与OFDOM相比,SLDOM的腐质化指数(HIX)值和高分子量组分(HMW)比例偏高;特别吸收光谱(SUVA_(254))和糖类化合物含量检测结果表明,SLDOM和OFDOM的HMW组分中含有的芳香类和糖类化合物所占比例比低分子量组分(LMW)高;三维荧光谱图分析(EEM)结果表明,SLDOM主要以腐殖质类物质为主,而OFDOM以蛋白质类组分为主。此外,DOM的荧光组分在不同分子量中的分布也存在明显差异:对于SLDOM,富里酸主要分布在HMW DOM中,而腐殖酸主要在LMW DOM中;对于OFDOM,芳香胺类蛋白组分主要分布在HMW DOM中,色氨酸和酪氨酸类蛋白组分主要分布在LMM DOM中。在光降解实验中,SLDOM和OFDOM的DOC含量随光照时间增加而逐渐减少,分别下降了29.32%和15.11%。进一步的分析表明,光照过程中两种卤水中糖类化合物均减少,小分子量的DOM优先分解。此外,在光照过程中SLDOM芳香类化合物增加,腐质化程度基本不变;OFDOM芳香类化合物减少,腐质化程度增加。EEM平行因子分析(PARAFAC)结果表明,SLDOM荧光组分在光降解过程中荧光强度增加,而OFDOM荧光强度减少。 展开更多
关键词 溶解性有机质 盐湖卤水 油田卤水 光谱学 光降解
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氧化-原子发射光谱快速测定油田水中微量碘 被引量：2
5
作者 柴小丽 高丹丹 +4 位作者 李海军 王波 杨克利 董亚萍 李武 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1574-1579,共6页
柴达木盆地西部的南翼山地区油田水中碘资源丰富,有极大的开发利用价值。该油田水盐度高,组成复杂,现有碘的分析方法难以满足研究工作的需求,建立准确分析南翼山油田水中碘浓度的方法是开展相关研究工作的基础和关键。电感耦合等离子体... 柴达木盆地西部的南翼山地区油田水中碘资源丰富,有极大的开发利用价值。该油田水盐度高,组成复杂,现有碘的分析方法难以满足研究工作的需求,建立准确分析南翼山油田水中碘浓度的方法是开展相关研究工作的基础和关键。电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)具有分析快速、线性范围宽、样品基体影响小等优势。然而,由于碘属于高电离能元素,ICP-AES直接测定碘的灵敏度低、检出限高,不能满足样品中微量碘的分析要求。借助自行设计加工的用于ICP-AES集进样、化学反应和气液分离三种功能为一体的进样装置(其具有组成合理、结构紧凑的优点),将碘离子氧化为碘单质导入ICP-AES中测定,在提高有效进样量的同时降低了样品基体对碘测定的影响,从而大幅降低了碘的检出限,建立了ICP-AES快速测定油田水中微量碘的方法。优化了氧化碘离子为碘单质所用酸和氧化剂的浓度,最佳反应试剂为10 mmol·L^(-1) NaNO_(2)和1 mol·L^(-1) HNO_(3)。I 178.276 nm处的检出限为1.65μg·L^(-1),一次测定所需时间三分钟。采用部分因子实验设计详细研究了南翼山油田水中主要共存离子(如钾、钠、钙、镁、锂、锶、铵)及它们之间的交互作用对碘分析的影响。在95%置信水平下,发现钙对碘的测定存在显著性影响。通过对样品进行适当的稀释可以消除钙和其他组分对碘准确测定的影响。采用标准曲线法将建立方法应用于南翼山不同蒸发浓缩阶段实际油田水中碘的分析,测定结果表明加标回收率为90%~104%。实验建立的分析方法具有简便快速、基体干扰小、准确度高等优点,为油田水中微量碘的测定提供了一种新的方法,对于卤水碘基础数据的获得和碘分离提取工艺具有重要意义。 展开更多
关键词 油田水 碘 电感耦合等离子体原子发射光谱 氧化
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溶解性有机质在盐田中的光谱学变化特征 被引量：1
6
作者 杨克利 彭姣玉 +3 位作者 董亚萍 刘鑫 李武 刘海宁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3775-3780,共6页
二维相关光谱技术(2D-COS)、三维荧光光谱技术结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)具有扩展识别重叠峰,判断不同组分动态变化规律的技术特点。因此,2D-COS和EEM-PARAFAC分析技术可以用来分析溶解性有机质(DOM)结构组成和光谱变化特征。采用... 二维相关光谱技术(2D-COS)、三维荧光光谱技术结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)具有扩展识别重叠峰,判断不同组分动态变化规律的技术特点。因此,2D-COS和EEM-PARAFAC分析技术可以用来分析溶解性有机质(DOM)结构组成和光谱变化特征。采用溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见吸收光谱(UV)和EEM分析技术,借助2D-COS和PARAFAC分析模型,对青藏高原具有代表性的察尔汗盐湖、西台吉乃尔盐湖和马海盐湖中DOM在盐田摊晒过程中的结构组成和光谱学变化特征进行了研究。结果表明,随着日照时间延长,盐田中DOM和有色DOM(CDOM)含量逐渐升高,且DOM的增长倍数明显高于CDOM。在整个盐田摊晒阶段,察尔汗、西台吉乃尔和马海盐田中DOM和CDOM分别增长了1.5 vs.1.0、8.2 vs.5.3和15.7 vs.11.0倍。此外,SUVA254、HIX值在盐田中总体上呈现出逐渐减小的变化趋势。2D UV-COS分析结果表明,在察尔汗、西台吉乃尔和马海盐田中,吸收峰分别在230、217和235 nm处的DOM变动较大,变化顺序分别为228>229>230>231>232 nm&235>234>233>232 nm、200>216>300 nm和201>203>231>232>237>238>281>217 nm。EEM-PARAFAC分析结果表明,盐湖卤水中有5种荧光组分,包括4种类腐殖质荧光组分,分别是类海洋腐殖质C1(Ex/Em:320/400 nm)、类腐殖酸C2(Ex/Em:250/400 nm)和C3(Ex/Em:260/400 nm)、疏水性腐殖酸C5(Ex/Em:280,360/430 nm)和1种类蛋白质组分C4(Ex/Em:280/350 nm)。其中,尤以类腐殖质为主,分别占总荧光组分的84.0%(察尔汗)、87.2%(西台吉乃尔)和93.1%(马海)。随着盐田日晒时间的延长,C1、C2和C5在盐田中逐渐减少直至稳定不变。其中,C2组分在盐田的尾卤阶段基本消失,表明C2组分更加容易降解。C3和C4在察尔汗和马海盐田的前期逐渐减少,后期却略有升高。相对来说,C3和C4性质相对顽固,在盐田中降解程度远小于其他三个组分:6.7%<C3/C4<75.2%vs.52.8%<C1/C2/C5<100%。 展开更多
关键词 二维相关光谱 三维荧光光谱 平行因子分析 溶解性有机质 盐田
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盐水溶液中单硼酸盐物种B(OH)_(3)和B((OH)_(4)^(-))的拉曼光谱定量分析 被引量：1
7
作者 彭姣玉 杨克利 +3 位作者 边绍菊 崔瑞芝 董亚萍 李武 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2456-2462,共7页
盐湖是天然存在的水和盐类共存的复杂体系,卤水中硼酸盐的赋存形态及分布规律较一般水溶液更为复杂,通常随盐类的浓缩富集而发生复杂的聚合、缔合等作用,存在严重的过饱和性,不利于盐湖硼及其他盐类的分离提取。因此,开展盐湖卤水体系... 盐湖是天然存在的水和盐类共存的复杂体系,卤水中硼酸盐的赋存形态及分布规律较一般水溶液更为复杂,通常随盐类的浓缩富集而发生复杂的聚合、缔合等作用,存在严重的过饱和性,不利于盐湖硼及其他盐类的分离提取。因此,开展盐湖卤水体系中硼酸盐物种分布规律及离子间相互作用机制研究具有重要的实际意义。激光拉曼光谱因具有原位、无损、且水峰干扰小等特点,被广泛应用于硼酸盐溶液结构光谱学研究中,并表现出较大的优越性。近年来,以化学计量学为核心的现代拉曼光谱定量分析技术已成为快速准确获取复杂体系目标物量关系的有效手段,对光谱解析中面临的光谱重叠、背景干扰、基线漂移等问题具有强大的优势,在分析领域中得到了广泛而深刻的应用。基于化学计量学算法,采用拉曼光谱技术探究了三种回归模型(内标法、多元线性回归和偏最小二乘法)对盐水溶液中单硼物种B(OH)_(3)和B((OH)_(4)^(-))的定量分析,并通过外标样进行方法评估。研究表明,多元线性回归和偏最小二乘法对外标样的预测结果更为准确,相对误差均在1%以内,但前者对低硼含量的预测效果更佳。进一步地,根据建立的多元线性回归模型,文中开展了柴达木盆地西部油田卤水蒸发浓缩过程中硼化学形态Raman光谱定量化研究。结果表明,油田卤水蒸发浓缩过程中,仅在875 cm处检测到B(OH)_(3)的拉曼特征峰;多元线性回归法对油田卤水中B(OH)含量的预测与甘露醇减量法分析硼的含量结果相一致,相对误差小于5%,表明油田卤水浓缩过程中硼始终以B(OH)_(3)形态赋存,其他硼酸根离子的含量可忽略不计,故从化学形态角度,揭示了油田卤水蒸发浓缩中硼的结晶盐类仅有硼酸一种析盐固相的结晶行为。以上研究为后续探索动态环境下盐卤体系硼酸盐化学形态的定量关系提供了理论指导和实验依据。 展开更多
关键词 拉曼光谱 硼酸盐溶液 多元线性回归法 定量分析
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盐湖卤水中硼酸盐化学形态及Raman光谱定量分析
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作者 彭姣玉 杨克利 +3 位作者 董亚萍 冯海涛 张波 李武 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 2024年第9期2514-2522,共9页
我国青藏盐湖以富含硼锂而著称,卤水中硼化学赋存状态随湖水化学类型的不同而发生变化,其中以硫酸盐型盐湖卤水中硼酸盐的存在形式变化最为复杂,卤水蒸发过程一般不以固体盐形式结晶析出,而是以多硼物种形式富集于氯化镁饱和老卤中,表... 我国青藏盐湖以富含硼锂而著称,卤水中硼化学赋存状态随湖水化学类型的不同而发生变化,其中以硫酸盐型盐湖卤水中硼酸盐的存在形式变化最为复杂,卤水蒸发过程一般不以固体盐形式结晶析出,而是以多硼物种形式富集于氯化镁饱和老卤中,表现出严重的过饱和性,对后续锂盐和镁盐的分离提取影响较大。开展盐湖卤水体系中硼酸盐化学形态、分布规律及离子间作用机制等溶液化学研究对盐湖资源高效开发具有重要的意义。相比常规拉曼光谱技术,拉曼积分球基于拉曼散射原理可极大地提高激发光的使用效率和拉曼散射信号,对硼酸盐溶液结构检测具有拉曼响应信号强、检出限低、信噪比高等优点,为盐卤复杂体系硼酸盐化学形态的定量分析奠定了基础。利用拉曼积分球开展了盐湖卤水硼酸盐化学形态研究,阐述了卤水蒸发过程多硼酸根离子的变化规律;同时借助响应曲面法进行实验设计与优化,建立了共存盐类干扰回归模型用于盐湖卤水中单硼物种B(OH)_(3)的准确测定。结果表明,盐湖卤水浓缩过程中硼不断聚合生成多聚度硼酸根离子如B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)和B_(6)O_(7)(OH)_(7)^(2-)等,硼的化学形态变化规律与碱土金属如MgCl_(2)-MgO-2B_(2)O_(3)-H_(2)O体系中硼物种变化一致,但与碱金属溶液体系物种变化差别较大。回归模型对卤水中正硼酸B(OH)_(3)定量分析的相对误差小于5%,准确度较高;阐明了蒸发浓缩过程中B(OH)_(3)物种分布的变化规律,从定量视角初步阐述了卤水富集过程硼酸根离子间的聚合作用关系,可为后续开展盐卤体系多硼物种分布及作用机制研究提供新思路、新方法。 展开更多
关键词 卤水 硼酸盐:响应曲面 拉曼光谱 定量分析
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