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高校化学工程学报

高校化学工程学报

2026年05期

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综述 | 农业废弃物堆肥对微塑料降解效果的研究进展

综述 | 农业废弃物堆肥对微塑料降解效果的研究进展

摘要: 近年来微塑料污染问题日益凸显, 对生态环境与人类健康的潜在威胁备受关注。好氧堆肥技术作为农业废弃物资源化利用中的有效途径, 在微塑料降解方面展现出较好效果和应用前景。文中系统梳理了农业废弃物堆肥体系和有机肥中微塑料的污染特征, 包括类型、形状、粒径分布及丰度等, 并阐述了微塑料对土壤生态系统的影响, 深入探析了好氧堆肥过程中微塑料的物理破碎、化学降解与微生物转化等多阶段协同降解机制。此外, 重点分析了超高温堆肥、生物炭强化和微生物菌剂强化等堆肥技术对微塑料降解效果的促进作用。最后展望了农业废弃物堆肥降解微塑料的未来研究方向, 以期为发展高效、实用的微塑料好氧堆肥降解技术提供理论依据和有益参考。
综述 | 反式 1,2-二氯乙烯复配溶剂的设计策略与发展趋势

综述 | 反式 1,2-二氯乙烯复配溶剂的设计策略与发展趋势

摘要: 反式 1,2-二氯乙烯 (t-DCE) 具有优异的溶解性能且臭氧消耗潜能值 (ODP) 为零, 但其低闪点和高挥发性有机物 (VOC) 含量限制了工业应用。本文分析了氟化液在 t-DCE 复配溶剂中的闪点提升和 VOC 合规机制, 总结氢氟烷烃 (HFCs)、氢氟烯烃 (HFOs)、氢氟氯烯烃 (HCFOs)、氢氟醚 (HFEs) 和其他含氟物质等与 t-DCE 复配的组成边界与应用特征。结果表明, 氟化液主要通过自由基捕获型化学抑焰机制提升溶剂的安全性, 不同类型氟化液在闪点提升、环境影响、成本控制及性能适配方面各具优势, 其中 t-DCE/HFEs 复配溶剂综合性能最优。未来 t-DCE 基复配溶剂应重点围绕低 VOC 设计、光热稳定性调控及知识产权布局, 以推动其在精密加工领域的绿色化应用。
化工热力学与基础数据 | 添加剂对以LiBr-H2O为工作溶液的逆电渗析电堆发电性能影响

化工热力学与基础数据 | 添加剂对以LiBr-H2O为工作溶液的逆电渗析电堆发电性能影响

摘要: 余热吸收制冷与逆电渗析耦合式冷-电联产系统中, 工作溶液特性对系统能量转换影响显著。为了评估真实吸收式制冷系统中实际存在的添加剂对于逆电渗析性能的影响, 文中建立逆电渗析电堆实验台, 分别以工作溶液中的溴化锂浓度、钼酸锂浓度、异辛醇浓度为变量, 实测不同条件下的输出电流-电压关系, 得出对应功率密度变化规律。结果表明, 首先, 浓、稀溴化锂溶液盐度梯度越高, 功率密度越大, 发电性能越好。其次, 当钼酸锂质量分数极低时, 逆电渗析电堆的发电性能被抑制 (例如添加量为 0.3% 时的性能不如 0.1% 时); 随着钼酸锂添加量的增加, 抑制作用减弱, 开路电压有所回升 (例如添加量为 0.5% 时优于 0.3% 时)。最后, 添加体积分数 ? 0.15% 的少量异辛醇会促进逆电渗析电堆的发电性能; 但添加量较高时, 则表现出明显的抑制作用。研究结论为后续吸收式制冷与逆电渗析耦合的闭式热-电-冷转换系统发展提供参考。
传递现象与单元操作 | TBAB 对压缩式 CO₂ 水合物蓄冷系统的强化研究

传递现象与单元操作 | TBAB 对压缩式 CO₂ 水合物蓄冷系统的强化研究

摘要: 本研究采用四丁基溴化铵(TBAB)作为热力学添加剂强化二氧化碳水合物的蓄冷性能。与纯水体系相比,TBAB的质量分数加入可显著提升 CO₂ 水合物的相变温度、降低水合物生成所需的充注压力,在不同的充注压力(2.4~3.0 MPa)和TBAB质量分数(5%~20%)下,研究了水合物的生成特性及蓄冷特性。实验结果表明: CO₂ 水合物的相变温度随充注压力和TBAB质量分数的升高呈上升趋势,充注压力越大,蓄冷性能越好。随着TBAB质量分数的增加,蓄冷性能先上升后下降。当TBAB质量分数为15%,充注压力为3.0 MPa时,蓄冷性能最优:总蓄冷量最大(6256.25 kJ),平均蓄冷速率最快(2.49 kW),制冷性能系数(COP)最大(2.5)。研究表明:TBAB对压缩式 CO₂ 水合物蓄冷系统具有明显的强化作用。
传递现象与单元操作 | 一种特殊的胶束减阻剂的减阻及其流变特性

传递现象与单元操作 | 一种特殊的胶束减阻剂的减阻及其流变特性

摘要: 为开发更经济的管输水技术并深入探究胶束减阻剂的减阻机理, 实验测试了油烯基二羟乙基甲基氯化铵(Ethoquad O/12)稀薄水溶液的管流减阻和流变特性, 反离子助剂为水杨酸钠(NaSal)。减阻测试表明, 最大减阻率可达 70% 的量级; 抗剪切能力和抗老化能力均随助剂对主剂物质的量比的增加而增强, 这有别于其他阳离子胶束减阻剂的减阻特性。剪切黏度测试揭示, 具有减阻效果的 Ethoquad O/12 稀薄水溶液是非常复杂的非牛顿流体, 且随物质的量比加大, 胶束结构开始编网的剪切速率增加。剪切应力松弛实验证实, 0.1 s 量级松弛时间表征的胶束聚合结构对减阻剂的减阻效果必不可少, 小物质的量比使减阻液具有较强黏弹性, 大物质的量比使黏弹性减弱。这种特殊减阻特性的揭示可为管路输水技术开发提供有力的技术支持, 相应的黏弹特性可为添加剂减阻机理的探究提供新的参考判据。
反应工程 | 多区循环反应器下降段气液阻隔调控优化

反应工程 | 多区循环反应器下降段气液阻隔调控优化

摘要: 聚丙烯多区循环反应器中完成两种不同反应条件的聚合反应的关键在于形成稳定的气液阻隔区。为探究形成稳定气液阻隔区的反应条件, 文中采用计算流体力学方法, 建立了包含液相蒸发的多相流模型, 基于正交实验法探究了多因素对下降段的流动与传热特性的影响。结果表明, 喷液量和喷液速度对下降段温度分布有显著影响, 对下降段阻隔效果有显著影响的因素为喷液量和布液层数。喷液量为 2kg?s^-1 、喷液速度为 0.1m?s^-1 、喷液方向为竖直向下、布液层数为 4 层时, 下降段温度降低 5^°C, 阻隔区域蒸气量达到最大, 且流速接近于 0 , 而过量喷射 (3kg?s^-1) 会因蒸发不完全破坏反应气氛, 同时导致阻隔效率下降。研究结论为优化 Spherizone 反应器操作参数提供了理论依据。
反应工程 | 硫酸镁结晶成核动力学与生长机制

反应工程 | 硫酸镁结晶成核动力学与生长机制

摘要: 无水硫酸镁( MgSO₄)的结晶行为直接影响其工业产品性能, 然而其过饱和溶液中的成核与生长机制尚不明确。文中基于经典成核理论(CNT), 系统探究了 MgSO₄的初级成核微观机制与晶体生长动力学。通过精确测定313.15~333.15 K温度( T)范围及过饱和比( S=1.02～1.32)下的成核诱导期及概率, 定量解析了 T与 S对关键成核参数的影响规律: 界面张力( γ)随 T升高由 7.296×10^-4J?m^-2降至 6.383×10^-4J?m^-2, 临界成核自由能( ΔG^*)与临界晶核分子数( i^*)随 S增大而显著降低, 且成核过程受表面扩散控制主导。此外, 研究发现了晶体粒数密度与粒径呈非线性关系, 据此确立粒径依赖性生长模型。结合矩量变换法拟合群体平衡模型获得动力学参数, 并系统评估了单核(MGM)、螺旋位错(BCF)及多核(PGM)三种生长模型。结果表明: MgSO₄生长机制随 S动态演变, 低过饱和( S<1.2)时遵循BCF模型, 中过饱和( 1.2?S?1.29)时符合PGM模型, 高过饱和( S>1.29)时则由MGM模型主导。该研究揭示了 MgSO₄成核参数的温度/过饱和依赖性及生长机制的转变规律, 为优化其工业结晶工艺及发展复杂溶体系成核理论提供了直接实验依据与理论基础。
生物化工 | 配位体交换树脂色谱分离低聚木糖中木二糖的性能及机制

生物化工 | 配位体交换树脂色谱分离低聚木糖中木二糖的性能及机制

摘要：为了探讨配位体交换树脂在分离低聚木糖 (XOS) 中木二糖 (X2) 的性能及作用机制, 研究了不同金属离子对树脂分离效能的影响规律及其与糖分子的结合能, 探讨了各组分在树脂上的吸附行为。研究发现, Na?因具有适中的电子云分布和优良的空间匹配能力, 使其负载型树脂表现出良好的分离效果, 木三糖/木二糖 (X3/X2) 与木二糖/葡萄糖 (X2/Glu) 的分离度分别达到 0.47 和 0.81, 优于其他离子型树脂。热力学分析表明, X2 的吸附过程为吸热熵驱动, 竞争型 Modified-Langmuir 模型能较好地描述其等温吸附行为。分离机制主要源于金属离子与糖羟基之间的特异性配位作用, 并协同树脂的孔径筛分效应及组分间的竞争性吸附过程, 实现较好选择性分离。研究结论可为 XOS 中特定寡糖组分的高效纯化提供理论参考。
化学工艺 | 基于多模型协同的 MTBE 合成工艺优化

化学工艺 | 基于多模型协同的 MTBE 合成工艺优化

摘要: 针对甲基叔丁基醚 (MTBE) 合成工艺中流程复杂、优化难度大等问题, 文中提出了一种基于机器学习代理模型与多目标进化算法的工艺设计与优化方法。研究选取了3种典型工艺结构, 即传统反应-精馏串联系统 (TR-TCD)、反应精馏塔 (RD) 和隔壁反应精馏塔 (RDWC), 建立代理模型, 并结合非支配排序遗传算法 (NSGA-II) 实现多目标优化。优化目标包括年化总成本 (TAC)、二氧化碳 (CO?) 排放量和烟效率 (EE)。结果表明, RDWC 工艺在3种工艺中综合性能最佳, 其 TAC 为 4783.83 × 103 USD·a?1, CO? 排放量为 38370.65 kg·a?1, EE 达到 12.44%。相比之下, TR-TCD 和 RD 工艺在经济性或能效方面均存在一定劣势。本研究提出的设计与优化方法不仅提高了工艺的经济性和环境友好性, 也为复杂反应-分离耦合过程的能效优化与低碳化设计提供了新的研究思路。
化学工艺 | 乳化剂对水性纸张防水阻隔涂料性能的影响

化学工艺 | 乳化剂对水性纸张防水阻隔涂料性能的影响

摘要: 针对纸基包装材料防水阻隔性能亟待提升的问题, 选用两种反应型乳化剂 (SR-10、ER-10) 和两种普通乳化剂 (SDS、X-100), 通过调整阴离子与非离子乳化剂的比例进行复配, 构建了不同的复合乳化剂体系。通过半连续乳液聚合法制备了苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物乳液, 系统研究了复合乳化剂类型及阴/非离子乳化剂比例对乳液性质, 以及涂覆于纸张后形成的聚合物乳胶膜防水阻隔性能的影响。结果表明, 相较于普通乳化剂, 使用反应型乳化剂制备的苯丙乳液乳胶粒粒径更小, 成膜性更好, 在纸张上形成的涂膜具有更优异的防水阻隔性能, 且乳胶膜中乳化剂分子向水中的迁移量较低。当 SR-10 与 ER-10 的比例为 1:0 且用量为单体用量的 3%(质量分数) 时, 所得的苯丙乳液制备的涂布纸张防水阻隔性能最佳, 其 30 min 阻水性能 (Cobb) 值为 16.31g·m ^-2 , 较未涂布纸张下降超过 80%。
化学工艺 | 双功能磷酸改性 TiO2催化剂氧化环己胺合成环己酮肟

化学工艺 | 双功能磷酸改性 TiO2催化剂氧化环己胺合成环己酮肟

摘要：环己酮肟是合成己内酰胺的关键中间体，文中开发了一种绿色、高效的无溶剂液相催化工艺，利用分子氧选择性氧化环己胺制备环己酮肟。采用磷酸改性制备了双功能 P-TiO? 催化剂，并系统考察了 P/Ti 物质的量比、焙烧温度、反应时间、温度、氧气压力及催化剂用量等因素对反应的影响。在优化条件下 (0.4 g 0.5P-TiO?@300 °C, 95 °C, 1.0 MPa, 2.5 h)，环己胺转化率达 47.4%，环己酮肟选择性高达 87.0%。该催化剂展现出优异的稳定性，连续重复使用 6 次后活性未明显下降。表征结果表明，磷酸的引入在显著增大催化剂比表面积的同时，构建了丰富的表面羟基和布朗斯特酸位点，二者分别作为环己胺的吸附活化与关键重排步骤的催化位点，协同实现了环己胺液相氧化反应的高活性和高选择性。本工作不仅开发了一种高性能催化体系，更为通过精准构建表面功能位点以实现有机胺类化合物的绿色选择性转化提供了新的设计思路。
化工系统工程 | 基于电场强化的烟气湿法脱硫数值模拟

化工系统工程 | 基于电场强化的烟气湿法脱硫数值模拟

摘要: 针对燃煤电厂湿法脱硫 (WFGD) 系统存在的能耗高、效率受限及调峰适应性差等问题, 基于计算流体力学-离散相模型 (CFD-DPM) 数值模拟方法, 以 FLUENT 为求解平台开展电场强化脱硫技术的应用优化研究。通过离散相模型 (DPM) 追踪荷电液滴在湍流场中的运动轨迹, 并采用荷电传质模型对带电液滴的气液传质行为开展模拟, 系统研究了工业尺度喷淋塔在多物理场耦合条件下的脱硫过程。研究表明, 通过施加电压, 系统可在液气比降低 15%~20% 的情况下仍维持 98% 以上的脱硫效率。该技术有望降低循环浆液泵的能耗, 减少脱硫废水的排放。本研究明确了较优的操作工况区间, 为现有脱硫系统的节能增效和改造提供了工业指导。
化工系统工程 | 旋流器结构参数对热循环燃烧器燃烧特性的影响

化工系统工程 | 旋流器结构参数对热循环燃烧器燃烧特性的影响

摘要: 为了优化微电子机械系统中的微燃烧器, 采用数值模拟与实验验证相结合的方法, 研究微燃烧器结构 (回热管有/无肋片、旋流角度 θ) 对可燃极限、流场分布、传热效应、污染物排放等的影响。结果表明: 不同结构参数对可燃极限影响显著, 有肋片的脱火、回火极限高于无肋片, 在有肋片的情况下, 随着旋角 θ 的增加可燃极限范围逐渐扩大。设有肋片的微燃烧器显著提升轴向速度和湍流强度, 形成更大的倒 V 型区域, 且有肋片案例中, 随旋流角度 θ 增大, 轴向速度分布由中心单峰分裂为双峰, 峰值向壁面移动并增大。随着旋角 θ 的增加, 燃烧室内温度和 OH 逐渐增加。最后, 对比发现, 有肋片的回热管且 θ=30^°, 燃烧室外壁面平均温度最高, 温度均匀性最好, 辐射效率最大。燃烧效率整体上随着 θ 的增加而增加, 但是 θ=15^° 且无肋片工况下 CO 排放最低。综合考虑燃烧稳定性和辐射效率, 有肋片 θ=30^° 时为最佳设计。上述结论为高性能微燃烧系统设计提供了关键理论依据与工程指导。
材料科学与工程 | 反应型抗氧剂的合成及其对尼龙6抗热氧老化性的影响

材料科学与工程 | 反应型抗氧剂的合成及其对尼龙6抗热氧老化性的影响

摘要：为了提高受阻胺类抗氧剂对尼龙6(PA6)抗热氧老化作用的效果和长效性，本研究设计合成了4-[(4,6-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氨基)-1,3,5-三嗪-2-基)氧基]苯甲酸(TAPA)反应型受阻胺类抗氧剂，并通过熔融反应挤出实现其在PA6的接枝。采用傅里叶变换红外、核磁氢谱和高分辨率质谱等方法对TAPA及接枝TAPA的PA6进行结构表征，并通过基团含量、结晶特性、力学强度和色差变化比较了商品PA6、添加小分子抗氧剂和接枝TAPA的PA6的人工加速抗热氧老化特性。结果表明，TAPA可以通过羧基与PA6胺基的反应而接枝引入PA6中，进而提升PA6的抗热氧老化稳定性，有效抑制羰基生成和分子链断裂，使力学性能衰减与外观黄变均显著减缓。与传统的添加型抗氧剂相比，接枝型抗氧剂在长期老化条件下具有更优异的抗热氧老化效果和更持久的使用寿命，在PA6耐候改性中具有良好的应用前景。
材料科学与工程 | 丙烯酸酯类两亲性嵌段共聚物的合成和亲水润滑特性

材料科学与工程 | 丙烯酸酯类两亲性嵌段共聚物的合成和亲水润滑特性

摘要: 为了提高医用聚氯乙烯 (PVC) 表面的亲水润滑性, 采用碘转移聚合方法合成了分别以 (甲基) 丙烯酸甲酯聚合物为疏水段, 聚 N,N-二甲基丙烯酰胺 (PDMAAm) 为亲水段的两亲性嵌段共聚物, 并通过共聚物溶液涂覆表面改性 PVC 基材, 考察嵌段共聚物组成对涂层亲水、润滑和生物相容性的影响。结果表明, 制备的嵌段共聚物涂层与 PVC 表面黏附力强, 可提高材料亲水性、在水环境中的润滑性和抗蛋白吸附性, 同时细胞毒性较低。共聚物涂层的以上性能改善与疏水段的组成及嵌段比关系较小, 主要取决于亲水段的长度, 亲水链段更长的共聚物涂层更易形成致密的水合层, 从而具有更好的综合性能。聚甲基丙烯酸甲酯和 PDMAAm 数均分子质量分别为 42kDa 和 22kDa 的嵌段共聚物涂层的水接触角为 13.3^° 、摩擦系数小于 0.03 (水浸泡、剪切速率小于 1s^-1 )、耐磨次数达 300 次以上、牛血清蛋白吸附为 PVC 基材的 1/10 左右。
材料科学与工程 | MnO_x/SFCCC 催化剂室温催化氧化甲醛:失活与再生

材料科学与工程 | MnO_x/SFCCC 催化剂室温催化氧化甲醛:失活与再生

摘要: 针对锰基催化剂室温催化氧化甲醛过程中易失活的问题, 文中以废弃流化催化裂化 (FCC) 催化剂 (SFCCC) 为载体, 采用原位生长法制备 MnO_x/SFCCC 催化剂, 考察其在连续反应过程中的失活原因及 50~250 ℃ 热再生后的性能恢复效果。其中 200 ℃ 热再生后的催化剂性能恢复最佳, 其活性可在 10 h 内恢复至 95%, 在连续 4 次 “反应-再生” 循环后甲醛脱除率仍保持在 60% 以上。比表面分析仪 (BET) 与扫描电子显微镜 (SEM) 结果表明, 新鲜催化剂比表面积与孔容分别为 154,m²?g^-1 和 0.191,cm³?g^-1 , 失活后催化剂表面出现小颗粒团聚现象且比表面积显著下降, 比表面积和孔容分别降至 90,m²?g^-1 和 0.141,cm³?g^-1 , 200 ℃ 再生后则恢复至 130,cm³?g^-1 和 0.185,cm³?g^-1 。X 射线光电子能谱 (XPS)、 O₂ -程序升温脱附 ( O₂ -TPD)、 H₂ -程序升温还原 ( H₂ -TPR) 分析发现, 失活伴随着 Mn³⁺ 物种还原及表面还原性氧物种的消耗。结合傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、温度程序氧化 (TPO) 与热重分析 (TG) 进一步证实, 催化剂失活主要由甲酸盐为主的含碳中间体可逆覆盖活性位点所致, 在 200 ℃ 温和加热可以实现催化剂的再生。
材料科学与工程 | 多孔中空 ZnO/C 纳米球的高效宽频吸波性能

材料科学与工程 | 多孔中空 ZnO/C 纳米球的高效宽频吸波性能

摘要：高效的微波吸收依赖于电磁损耗与阻抗匹配的协同优化，而这对于介电型吸收材料而言仍具有挑战性。文中通过聚苯乙烯 (Ps) 微球包覆的沸石咪唑骨架 (PS@ZIF-8) 的热解，构筑了具有分级多孔结构和富缺陷结构的氧化锌掺杂中空碳纳米球 (ZnO/C-X)。PS 牺牲模板去除与金属有机框架 (MOF) 可控分解的协同作用，形成了结构明确的中空腔体、分级多孔碳壳、均匀分散的 ZnO 纳米颗粒以及丰富的内在缺陷。中空结构能够有效调控介电常数，从而优化阻抗匹配；同时，异质界面、缺陷诱导偶极子以及相互连通的三维导电网络通过界面、偶极极化和电导损耗协同增强介电损耗。得益于这种中空结构与缺陷的一体化调控，ZnO/C-800 在 8.1 GHz 处获得了最低反射损耗 (RL _min=-41.1 dB)。上述结果表明，具有缺陷工程的中空 MOF 衍生结构是一种实现高性能微波吸收材料的有效策略。
材料科学与工程 | 单宁酸诱导的核壳型LiFePO 4/C复合材料的构建及其储锂性能应用

材料科学与工程 | 单宁酸诱导的核壳型LiFePO 4/C复合材料的构建及其储锂性能应用

摘要: 针对磷酸铁锂 (LFP) 电子电导率低这一本征问题, 文中提出了以单宁酸 (TA) 为绿色碳源, 结合溶剂辅助研磨制备核壳型 LFP/C 复合材料。该策略利用 TA 中丰富的酚羟基与羧基官能团在研磨过程中诱导 LFP 均匀成核, 并在高温碳化过程中原位形成纳米碳壳。结构表征证实, 所形成的均匀包覆结构不仅有效提升了界面接触与电子导电性, 还可增强材料的结构稳定性与亲水性。电化学测试表明, 碳含量为 7.7% (质量分数) 的样品在 1,A?g^-1 下比电容达到 153,F?g^-1 ; 在 5,A?g^-1 下循环 500 次后容量保持率达 70.5%, 库伦效率保持在 99.98%。同时, 基于该材料构建的非对称混合电容器分别达到了 7.6,Wh?kg^-1 、 1189.6,W?kg^-1 的能量密度和功率密度。该工作不仅提供了一种可扩展、绿色、高效的电极构筑策略, 也为发展高功率、安全性优异的水系储能器件提供了新的设计思路。
环境化工 | 天冬氨酸酯改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备及性能研究

环境化工 | 天冬氨酸酯改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备及性能研究

摘要：湿固化聚氨酯热熔胶(PUR)固化前初始粘接强度弱，粘接过程中易发生滑移或错位，限制了其在高速粘接场景中的应用。针对上述问题，文中以聚己二酸丁二醇酯(PBA)为软段、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬段，引入具有仲胺结构特征的天冬氨酸酯(PAE)作为扩链剂，构建PAE改性湿固化聚氨酯热熔胶体系，研究PAE含量对体系氢键作用、结晶特性、粘接性能及力学性能等的影响。结果表明，PAE分子中的仲胺结构可与异氰酸酯反应生成取代脲基甲酸酯，增强硬段间氢键作用并提高聚集度，同时其柔性链段可调节分子运动并抑制软段结晶，从而在保持低熔体黏度的条件下提升粘接强度和力学性能。当PAE添加量为6%(质量分数)时，PUR体系综合性能最优，其熔体黏度仅为3325mPa·s，而初始剥离强度达到3N/25mm，较未扩链体系提高150%；最终剥离强度为198N/25mm，提高了100%；断裂伸长率为808.25%，提高了170%；拉伸强度为14.97MPa，提高了56%，耐热性和固化速率均优于未扩链体系，为低黏度、高性能PUR的开发提供了一种有效途径。
环境化工 | 海淡卤水制备高纯度纳米片状氢氧化镁形貌机理研究

环境化工 | 海淡卤水制备高纯度纳米片状氢氧化镁形貌机理研究

摘要: 针对以海淡卤水为原料氨法制备氢氧化镁时, 卤水杂质复杂、氢氧化镁结晶调控难、工艺适配性不足的问题, 文中先通过氯化钙-氯化钡联合除杂精制工艺除去硫酸根等离子, 得到精制卤水; 再以氨水为沉淀剂, 系统探究氨水滴加速度、反应温度及氨镁比对氢氧化镁纯度、粒径、形貌及镁离子转化率的影响, 采用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分布仪对产物进行表征分析, 最后通过 Material Studio 软件的 BFDH(Bravais-Friedel-Donnay-Harker) 法对晶体生长习性进行微观计算分析。结果表明, 在氨水滴加速度为 30mL?min^-1 、反应温度为 70^°C 、氨镁比为 4.5:1 条件下, 得到了镁离子转化率为 95.7% 、粒径 D50 为 3μm 、纯度为 99.5% 的纳米片状氢氧化镁。研究结论为海水淡化卤水的高值化回收利用及氢氧化镁的绿色规模化制备提供了理论支撑与技术参考。

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