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2-氨基烟酸镧的合成对聚氯乙烯热稳定性的影响

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材料科学与工程学报 2024年第2期42卷 222-231页

作者：杨羽轩杜桂芳柳召刚赵金钢冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010

通过2-氨基烟酸(2-ANA)、硝酸镧和氢氧化钠的复分解反应合成了2-氨基烟酸镧(2-LANA),并研究了其对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明,2-LANA提高了PVC的热稳定性能,使PVC的静态和动态稳定时间分别延长至27 min和27.45 min。将2-L... 详细信息

通过2-氨基烟酸(2-ANA)、硝酸镧和氢氧化钠的复分解反应合成了2-氨基烟酸镧(2-LANA),并研究了其对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明,2-LANA提高了PVC的热稳定性能,使PVC的静态和动态稳定时间分别延长至27 min和27.45 min。将2-LANA与硬脂酸锌(ZnSt_(2))、硬脂酸钙(CaSt_(2))、季戊四醇(PE)进行一种或两种以上复配来探究其复配热稳定剂的热稳定性能,当2-LANA∶ZnSt_(2)∶PE=2∶1∶2时,其静态和动态热稳定时间分别为66 min和64.91 min,并且PVC降解表观活化能(Ea)最高为169.73 kJ/mol,说明其可以使PVC降解反应更难发生;当2-LANA∶Ca/Zn稳定剂∶PE=1∶1∶3时,其抗变色性能、流变性能和力学性能最佳,增强了PVC加工过程的稳定性和延展性。说明2-LANA与其他稳定剂存在明显的协同作用。2-LANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,能有效地阻止PVC链上C—Cl和与氯相连的C—H断裂,使共轭双键减少,减缓PVC变色,在一定程度上延缓了PVC的热降解。

关键词： 2-氨基烟酸镧聚氯乙烯热稳定复配降解表观活化能

钙镧类水滑石的合成及对PVC热稳定性能的影响

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 339-348,I0005页

作者：杜桂芳赵金钢柳召刚陈明光黄旭博杨羽轩胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014010

用水热法制备了钙镧类水滑石(Ca-La-LDHs),研究了阳离子配比、水热时间和水热温度对Ca-La-LDHs的结构及PVC热稳定性能的影响,得到最佳的合成条件为:n(Ca^(2+)):n(La^(3+))=3:1,水热温度170℃,水热时间8h,并对最佳条件产物进行了XRD及红... 详细信息

用水热法制备了钙镧类水滑石(Ca-La-LDHs),研究了阳离子配比、水热时间和水热温度对Ca-La-LDHs的结构及PVC热稳定性能的影响,得到最佳的合成条件为:n(Ca^(2+)):n(La^(3+))=3:1,水热温度170℃,水热时间8h,并对最佳条件产物进行了XRD及红外光谱、热分析、SEM表征。通过刚果红实验、高温老化实验、转矩流变实验、拉伸实验和电导率实验,研究了Ca-La-LDHs对PVC的热稳定性能、塑化性能及力学性能的影响,结果表明,钙镧类水滑石能显著提升PVC的热稳定性能,其静态热稳定时间为87min。Ca-La-LDHs样品降低了平衡转矩,提升了动态热稳定时间,显著延缓了PVC释放HCl的速率,从而提升了动态热稳定性。Ca-La-LDHs提升了PVC板材的抗拉强度和断裂伸长率。Ca-La-LDHs热稳定剂阻碍了PVC中的C-Cl和C-H键的断裂,抑制HCl和C=C键的生成,减少了HCl对PVC降解的进一步催化。

关键词：镧类水滑石聚氯乙烯热稳定性能

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2-氨基烟酸镧铈对PVC热稳定性的影响

材料导报 2024年第7期38卷 255-262页

作者：杨羽轩杜桂芳柳召刚赵金钢陈明光胡艳宏吴锦绣冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014030

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO_(3))_(3)、La(NO_(3))_(3)和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热... 详细信息

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO_(3))_(3)、La(NO_(3))_(3)和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热稳定性能,当m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2时,其热稳定时间为38 min,可以减小在加工过程中的损耗,增强PVC的力学性能,但是随着温度升高2-LCANA要比m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2的复配稳定剂抑制PVC降解反应发生更有效。2-LCANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3)和CeCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,可以有效地阻止PVC链上C-Cl和与氯相连的C-H断裂,减少共轭双键的生成,减缓PVC变色,延缓了PVC的热降解。

关键词： 2-氨基烟酸镧铈聚氯乙烯热稳定性能降解协同效应

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对氨基水杨酸镧对天然橡胶硫化特性的影响

合成橡胶工业 2024年第1期47卷 57-62页

作者：刘永刚郝伟张文涛柳召刚胡艳宏吴锦绣马瑞峰杜桂芳内蒙古科技大学材料与冶金学院/轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室/内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010

以氯化镧和对氨基水杨酸钠为原料,采用沉淀法合成了新型环保促进剂对氨基水杨酸镧(PAS-La)。通过元素分析、热分析和红外光谱分析等方法对产物进行了表征并确定其分子式为La(C_(7)H_(6)NO_(3))_(3)·H_(2)O。利用无转子硫化仪、平衡溶... 详细信息

以氯化镧和对氨基水杨酸钠为原料,采用沉淀法合成了新型环保促进剂对氨基水杨酸镧(PAS-La)。通过元素分析、热分析和红外光谱分析等方法对产物进行了表征并确定其分子式为La(C_(7)H_(6)NO_(3))_(3)·H_(2)O。利用无转子硫化仪、平衡溶胀法和万能试验机考察了PAS-La对天然橡胶硫化特性、交联密度和力学性能的影响,并对硫化动力学进行了分析。结果表明,随着PAS-La添加量的增加,天然橡胶的正硫化时间存在最大值,焦烧时间先减小后增大;硫化胶的交联密度增大,力学性能明显增强。当PAS-La的添加量为1.2份(质量)时,其对天然橡胶的硫化促进作用达到最佳。动力学计算发现,随着PAS-La添加量的增加,交联前驱体的反应活性增强,活化能先减小再增大。

关键词：对氨基水杨酸镧天然橡胶硫化促进剂稀土活化能

白云鄂博稀土矿浮选降磷的氧化与抑制协同作用

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稀土 2023年第5期44卷 1-12页

作者：曹永丹黄进柳召刚常胜高凯内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区稀土现代冶金新技术与应用重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014030

现行稀土冶金工业生产所使用的浓硫酸焙烧法要求控制原料(即稀土精矿)铁磷比,目前包钢宝山矿业生产的品位65%稀土精矿中磷的相对含量偏高,需在后续冶金过程中加入以杂质形式除去的铁,增加成本和固废产出量的同时又会对后续萃取流程造成... 详细信息

现行稀土冶金工业生产所使用的浓硫酸焙烧法要求控制原料(即稀土精矿)铁磷比,目前包钢宝山矿业生产的品位65%稀土精矿中磷的相对含量偏高,需在后续冶金过程中加入以杂质形式除去的铁,增加成本和固废产出量的同时又会对后续萃取流程造成影响,因此需要在选矿过程中就将磷的含量降下来。以白云鄂博选铁尾矿为原料,以模拟选矿回水为选矿用水进行浮选试验,探究回水中杂质对稀土浮选指标的影响,得出稀土精矿中磷含量相对偏高的原因是选矿回水中作为絮凝剂的聚丙烯酰胺(PAM)使含磷矿物上浮。引入以羟基自由基(·OH)为氧化剂的高级氧化法(AOPs)对矿浆中的PAM进行氧化降解处理,减弱其对含磷矿物的活化作用,降低精矿中的磷含量,羟基自由基(·OH)同时可以将稀土矿物表面水解的Ce(Ⅲ)转化为能更容易与捕收剂羟肟酸结合的Ce(Ⅳ),提高精矿稀土品位。以水玻璃+焦磷酸钠作为组合抑制剂,与AOPs协同作用,在有效降低稀土浮选精矿磷含量的同时提高稀土品位,以“一粗三精”的工艺进行开路浮选验证试验,可以得到稀土品位63.30%、稀土回收率54.12%和含磷1.83%的高稀土品位低含磷量的稀土精矿。

关键词：选矿回水降磷聚丙烯酰胺(PAM) 高级氧化法(AOPs) 组合抑制剂

298.15、318.15和333.15 K下NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系相平衡

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化学工程 2022年第10期50卷 30-35,68页

作者：卢子钰柳召刚吴锦绣胡艳宏内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古科技大学轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古科技大学内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010

稀土提取工艺过程中产生含磷酸钠和氟化钠的水洗液,文中研究NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系的相平衡,为NaF和Na_(3)PO_(4)以后的回收利用提供理论指导。采用等温溶解平衡法研究298.15、318.15和333.15 K下NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系的... 详细信息

稀土提取工艺过程中产生含磷酸钠和氟化钠的水洗液,文中研究NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系的相平衡,为NaF和Na_(3)PO_(4)以后的回收利用提供理论指导。采用等温溶解平衡法研究298.15、318.15和333.15 K下NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系的相平衡,测定该体系各组分的溶解度及平衡液相的密度、pH值和盐析率,并绘制相图及物化参数-组分(质量分数)变化图,利用X射线衍射对湿渣进行表征。实验研究表明:该体系无固溶体产生,但有复盐产生,属于异成分复盐型。相图包含1个全液相区,3个一固一液两相区,2个两固一液两相区,2个全固相区,1条饱和溶液线,7条单变量溶解度曲线和2个共饱点。温度不变时,液相密度、溶液pH值均随Na_(3)PO_(4)质量分数的增大逐渐增大;液相组成不变时,液相密度随温度的升高逐渐增大,溶液pH值随温度升高逐渐减小。

关键词：等温溶解平衡法磷酸钠氟化钠三元水盐体系相平衡

不同铈盐体系(硝酸盐、硫酸盐、氯化盐)中CTAB与Ce^(3+)的相互作用机理

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化工进展 2022年第6期41卷 3212-3220页

作者：孙德贇胡艳宏刘鹏唐茂胡泽柳召刚吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014000 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014000 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014000

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,利用Vienna AbInitio模拟软件包研究了3种不同铈盐体系(硝酸盐、硫酸盐、氯化盐)中CTAB与Ce^(3+)的相互作用以及成键稳定性。在不同铈盐体系的水环境中,CTAB中只有Br-会与Ce^(3+)发生相互作用... 详细信息

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,利用Vienna AbInitio模拟软件包研究了3种不同铈盐体系(硝酸盐、硫酸盐、氯化盐)中CTAB与Ce^(3+)的相互作用以及成键稳定性。在不同铈盐体系的水环境中,CTAB中只有Br-会与Ce^(3+)发生相互作用并形成Ce—Br键。从晶体轨道哈密顿布居(COHP)、COHP的积分(ICOHP)以及径向分布函数的角度分析了不同体系下Ce—O键、Ce—Br键的成键稳定性。结果表明,不同铈盐体系下Ce^(3+)与H_(2)O所形成Ce—O键的ICOHP的值差距不大,成键比较稳定,但Ce^(3+)与CTAB中的Br-所形成Ce—Br键的稳定性具有较大差距,ICOHP的大小顺序为ICOHP_(硝酸体系)

关键词：计算机模拟计算化学密度泛函理论十六烷基三甲基溴化铵成核

AOPs在混合型稀土精矿降磷再精选中的促进作用

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中国稀土学报 2023年第2期41卷 320-330页

作者：常胜张金山柳召刚董红娟高凯张栋梁黄进内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古自治稀土湿法冶金与轻稀土重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院湿法冶金研究所内蒙古包头014010 上海理工大学材料与化学学院上海200093

以白云鄂博58%混合型稀土精矿为原料,在查明其矿物特性的基础上,以Fe^(3+)/H_(2)O_(2)为氧化剂对选矿回水进行预处理后再进行选矿,并对降解机理进行了初步分析。Fe^(3+)/H_(2)O_(2)氧化处理可以有效降解选矿回水中的有机物,在有效降低... 详细信息

以白云鄂博58%混合型稀土精矿为原料,在查明其矿物特性的基础上,以Fe^(3+)/H_(2)O_(2)为氧化剂对选矿回水进行预处理后再进行选矿,并对降解机理进行了初步分析。Fe^(3+)/H_(2)O_(2)氧化处理可以有效降解选矿回水中的有机物,在有效降低磷含量的同时大幅提高稀土精矿品位。以开路试验为基础的一粗-三精-两扫闭路试验可得REO 66.08%,回收率92.74%,P含量2.14%的高品位、高回收率、低含磷量的稀土精矿。

关键词： 58%混合型稀土精矿高级氧化法(APOs) 再浮选降磷

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半胱氨酸镧对天然橡胶硫化性能的影响

中国稀土学报 2022年第3期40卷 484-492页

作者：张文涛柳召刚李帅郝伟胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010

以LaCl_(3)和半胱氨酸为原料,采用复分解法合成了新型环保促进剂半胱氨酸镧(La-Cys),研究其对天然橡胶(NR)的硫化特性和力学性能的影响。采用元素分析、热分析和FT-IR分析等表征方法对产物进行表征并确定其分子式为La(C_(3)H_(7)NO^(2)S... 详细信息

以LaCl_(3)和半胱氨酸为原料,采用复分解法合成了新型环保促进剂半胱氨酸镧(La-Cys),研究其对天然橡胶(NR)的硫化特性和力学性能的影响。采用元素分析、热分析和FT-IR分析等表征方法对产物进行表征并确定其分子式为La(C_(3)H_(7)NO^(2)S)_(3)Cl_(3)·3H_(2)O。利用无转子硫化仪、平衡溶胀法和万能试验机测试La-Cys对天然橡胶的硫化特性、交联密度和物理力学性能的影响。结果表明:促进剂La-Cys添加后,天然橡胶的物理力学性能得到有效地改善。此外,当La-Cys的添加量为1 phr时,对天然橡胶的硫化促进作用达到最佳,并且能够有效延长焦烧时间,保证胶料的加工安全性。通过进一步的动力学计算发现,随着La-Cys添加量的增加,交联前驱体的反应活性增加,活化能降低。

关键词：稀土天然橡胶硫化促进剂活化能