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四元体系Na^(+)//F^(-),CO_(3)^(2-),PO_(4)^(3-)-H_(2)O的相平衡研究

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中国稀土学报 2022年第6期40卷 1098-1106页

作者：卢子钰刘永刚马瑞峰柳召刚胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室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

包头稀土矿湿法工艺中氟、磷的回收是行业难题,目前对废水中氟、磷钠盐的回收率低、分离成本高。本文采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na^(+)//F^(-),CO_(3)^(2-),PO_(4)^(3-)-H_(2)O在298.15,318.15和333.15 K的相平衡。并测定了该体... 详细信息

包头稀土矿湿法工艺中氟、磷的回收是行业难题,目前对废水中氟、磷钠盐的回收率低、分离成本高。本文采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na^(+)//F^(-),CO_(3)^(2-),PO_(4)^(3-)-H_(2)O在298.15,318.15和333.15 K的相平衡。并测定了该体系的溶解度和平衡液相密度,采用X射线衍射法测定了平衡固相。绘制了四元体系Na^(+)//F^(-),CO_(3)^(2-),PO_(4)^(3-)-H_(2)O干基图、水图和密度组成图。结果表明,四元体系Na^(+)//F^(-),CO_(3)^(2-),PO_(4)^(3-)-H_(2)O干基图属于简单四元相图,相图中包含1个共饱点,4条单变量曲线,3个单盐结晶区(NaF,Na_(2)CO_(3)·H_(2)O,Na_(3)PO_(4)·8H_(2)O)和1个复盐结晶区(Na7F(PO_(4))_(2)·19H_(2)O);共饱点平衡固相中均包含NaF,Na_(2)CO_(3)·H_(2)O,Na_(7)F(PO_(4))_(2)·19H_(2)O。

关键词：水盐相图相平衡氟化钠磷酸钠包头稀土矿

PAH模板调控六棱片状碳酸铈形成机理的研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2016年第12期43卷 37-43页

作者：胡艳宏段志雄李梅柳召刚王觅堂张晓伟内蒙古科技大学材料与冶金学院稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010

以聚烯丙基氯化铵(PAH)为模板剂,(NH_4)_2CO_3为沉淀剂,采用液相法合成了特殊形貌的碳酸铈晶体.利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、红外光谱(FT-IR)及X射线衍射(XRD)等技术研究了不同反应时间碳酸铈形貌的变化,并对碳酸铈晶体的形貌和结... 详细信息

以聚烯丙基氯化铵(PAH)为模板剂,(NH_4)_2CO_3为沉淀剂,采用液相法合成了特殊形貌的碳酸铈晶体.利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、红外光谱(FT-IR)及X射线衍射(XRD)等技术研究了不同反应时间碳酸铈形貌的变化,并对碳酸铈晶体的形貌和结构进行了表征.结果表明:在模板剂PAH的作用下,碳酸铈的形貌由最初的棒状逐渐向六棱片状转化,这一过程与PAH对碳酸铈晶体不同晶面的取向吸附有关.采用材料模拟软件Material Studio对PAH与碳酸铈晶面的静电吸附过程进行了模拟,从而揭示了PAH模板调控碳酸铈形貌的机理.

关键词：模板剂聚烯丙基氯化铵调控吸附六棱片状

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

硫酸钙晶须表面无机磷酸三钠-有机硬脂酸复合改性

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3063-3073页

作者：吴锦绣张一鸣马玉龙柳召刚胡艳宏张晓伟李健飞冯福山内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古包头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

聚合物中天然橡胶(NR)的填充补强剂主要是炭黑等材料,炭黑等会在生产过程中造成大量的碳排放,因此可将硫酸钙晶须(CSW)作为新型补强剂应用到橡胶复合材料中替代炭黑。硫酸钙晶须表面是亲水性的,与有机基体相容性较差,本工作首先使用稀... 详细信息

聚合物中天然橡胶(NR)的填充补强剂主要是炭黑等材料,炭黑等会在生产过程中造成大量的碳排放,因此可将硫酸钙晶须(CSW)作为新型补强剂应用到橡胶复合材料中替代炭黑。硫酸钙晶须表面是亲水性的,与有机基体相容性较差,本工作首先使用稀土石膏作为原材料制备硫酸钙晶须,然后采用无机磷酸三钠-有机硬脂酸对晶须表面进行改性。重点优化改性温度、时间和改性剂用量等工艺条件对改性效果的影响,实现了CSW稳定性和疏水性。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、热重-差示量热分析和X射线光电子能谱等检测手段进行表征分析。结果表明:CSW加入量为20.00 g/L,硬脂酸加入量为CSW的6%,改性时间为15 min,改性温度为80℃和0.02 mol/L磷酸三钠为最佳改性工艺条件。改性后最佳产物的接触角达到104.23°,修饰层实现纳米级,其厚度为121.26 nm。改性机理为磷酸三钠在晶须表面生成CaHPO_(3)和Ca(OH)_(2),然后其与硬脂酸发生键合反应,生成C_(17)H_(35)COO-Ca-表面层。该改性工艺实现了CSW的疏水性,为纤维型晶须在NR中的应用提供了实验和理论基础。

关键词：稀土石膏硫酸钙晶须表面复合改性改性机理

含二苯甲酮结构的稀土配合物对PVC光稳定性能的影响

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 160-167,I0005页

作者：黄旭博柳召刚杜桂芳陈明光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 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室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014010

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(L... 详细信息

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)及三元复合稳定剂对PVC光稳定性能的影响。结果表明:添加含LBP和含LBA的两种三元复合稳定剂(LBP∶ZnSt_(2)∶PE=2∶1∶2,LBA∶ZnSt_(2)∶PE=1∶1∶3)的PVC片材,人工紫外老化10 d后,失重率分别为2.7%和6.2%,自然光老化35 d后,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,复合稳定剂提高PVC的光稳定性能最佳。稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制PVC脱去HCl形成双键,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物。

关键词：聚氯乙烯热稳定剂光稳定剂二苯甲酮结构稀土

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

2-氨基烟酸铈的制备及对PVC热稳定性影响

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中国稀土学报 2023年第6期41卷 1166-1176,I0005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)、硝酸铈(Ce(NO_(3))_3)和氢氧化钠(Na OH)为原料,合成出2-氨基烟酸铈(2-CANA)。通过红外分析、热分析等表征方法确定分子式为Ce(C_(6)H_(5)N_2O_(2))_(3)·3H_(2)O。通过静态热稳定实验研究2-CANA的热稳定性能,再... 详细信息

以2-氨基烟酸(2-ANA)、硝酸铈(Ce(NO_(3))_3)和氢氧化钠(Na OH)为原料,合成出2-氨基烟酸铈(2-CANA)。通过红外分析、热分析等表征方法确定分子式为Ce(C_(6)H_(5)N_2O_(2))_(3)·3H_(2)O。通过静态热稳定实验研究2-CANA的热稳定性能,再与其他热稳定剂的热稳定性进行比较,同时,将2-CANA与硬脂酸锌(Zn St_(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-CANA∶Zn St_(2)∶PE=2∶1∶2时,静态热稳定时间最长为51 min,动态热稳定时间为40.79 min,降解表观活化能(E_(a))是最高的,说明其协同作用较强,能够更加有效地抑制PVC降解反应的发生,使PVC降解能力减弱,并且其流变性能和力学性能最佳;当2-CANA∶Zn St_(2)∶PE=1∶1∶3时,其抗变色性能最佳。2-CANA能够有效地吸收PVC在热降解过程中释放的HCl气体,并生成CeCl_(3),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,抑制HCl的生成,在一定程度上延缓了PVC的热降解。

关键词： 2-氨基烟酸铈聚氯乙烯协同效应降解表观活化能热稳定机制

2,4-二羟基二苯甲酮镧对PVC热稳定性能的影响

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中国稀土学报 2022年第4期40卷 664-671页

作者：黄旭博赵金钢陈明光柳召刚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

通过2,4-二羟基二苯甲酮(BP)与稀土镧离子配位,合成了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)。用元素分析、红外分析、热分析等对配合物进行了表征。同时用刚果红试纸法和高温热老化箱,探讨了配合物以及配合物与硬脂酸锌(ZnSt_(2))、硬脂酸钙(CaSt_... 详细信息

通过2,4-二羟基二苯甲酮(BP)与稀土镧离子配位,合成了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)。用元素分析、红外分析、热分析等对配合物进行了表征。同时用刚果红试纸法和高温热老化箱,探讨了配合物以及配合物与硬脂酸锌(ZnSt_(2))、硬脂酸钙(CaSt_(2))、季戊四醇(PE)复配对PVC热稳定性能的影响。结果表明:2,4-二羟基二苯甲酮镧的分子式为:La_(2)(C_(13)H_(8)O_(3))_(3)·5H_(2)O。当配合物单独添加到PVC中时,热稳定性能一般,但当以m(LBP)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2进行复配后,热稳定时间长达81 min,并且抗变色效果最好。由热稳定机理研究得出,2,4-二羟基二苯甲酮镧可以与PVC受热分解出的氯化氢反应,生成LaCl_(3),降低氯化氢对PVC的催化降解,进而增强PVC的热稳定性能。

关键词： 2,4-二羟基二苯甲酮镧聚氯乙烯热稳定剂合成稀土

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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