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湿法磷酸中铁/铝杂质深度萃取脱除工艺及机理研究

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过程工程学报 2024年

作者：戴友志朱干宇孟子衡李会泉徐成金孙国新李防贺雷张永芳济南大学水利与环境学院中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所中国科学院大学化学工程学院济南大学化学与化工学院宜都兴发化工有限公司

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同... 详细信息

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律，筛选出最优条件：N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3 min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取，最优萃取条件下，Al、Fe萃取率分别为54.5%和99.6%，磷酸中铝和铁含量分别由0.857%和0.175%分别降至0.401%和0.001%,MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后，针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al、Fe的萃取剂，进行反萃工艺优化，筛选出草酸铵为最优反萃剂，优化的反萃条件：温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L，在优化反萃条件下，负载萃取剂Al、Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%，基本实现负载萃取剂Al、Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究，通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析，明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合，作用官能团为P=O和P-O-H键，同时，Al、Fe的萃取过程存在竞争机制，Fe更易被萃取。

关键词：湿法磷酸铁铝杂质萃取反萃机理

湿法磷酸中铝铁杂质深度萃取脱除工艺及机理研究

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过程工程学报 2024年第10期 1241-1250页

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本工作采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不... 详细信息

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本工作采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律，筛选出最优条件：N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取，最优萃取条件下，Al,Fe萃取率分别为54.5%和99.6%，磷酸中铝和铁含量分别由0.857wt%和0.175wt%降至0.717wt%和0.015wt%,MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后，针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al,Fe的萃取剂，进行反萃工艺优化，筛选出草酸铵为最优反萃剂，优化的反萃条件：温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L，在优化反萃条件下，负载萃取剂Al,Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%，基本实现负载萃取剂Al,Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究，通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析，明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合，作用官能团为P=O和P-O-H键，同时，Al,Fe的萃取过程存在竞争机制，Fe更易被萃取。

关键词：湿法磷酸铁铝杂质萃取反萃机理

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聚合铝钛基絮凝剂的合成与应用

化工学报 2024年第3期75卷 1009-1018页

作者：潘娜田昌怀兰坤刘玉玉张芬芬高晓梅刘伟闫良国赵艳侠济南大学水利与环境学院山东济南250024 齐鲁工业大学(山东省科学院)环境科学与工程学院山东济南250353

聚合铝钛基絮凝剂是一种新型的高分子聚合絮凝剂,研究证明其具有铝盐絮凝剂有机物去除效率高、成本低的优点,也具有钛盐混凝剂低毒性、生物相容性和沉降性能好的优点。研究通过慢速滴碱法与电渗析法制备了两种聚合氯化铝钛絮凝剂(PATC)... 详细信息

聚合铝钛基絮凝剂是一种新型的高分子聚合絮凝剂,研究证明其具有铝盐絮凝剂有机物去除效率高、成本低的优点,也具有钛盐混凝剂低毒性、生物相容性和沉降性能好的优点。研究通过慢速滴碱法与电渗析法制备了两种聚合氯化铝钛絮凝剂(PATC),对两种不同制备方法的PATC进行了絮凝剂结构、絮凝效果以及絮凝动力学三个方面的研究。实验结果表明E-PATC的中、高聚体比S-PATC多3.89%,Zeta电位高8.9 mV。对两者的絮凝动力学进行了对比,发现E-PATC的生长速度快,絮体粒径大,易沉降。综上,E-PATC与S-PATC的絮凝效果相差不大,但E-PATC絮凝产生的絮体粒径大,不易破碎,具有更好的沉降性。

关键词：聚合铝钛基絮凝剂混凝聚合电化学水处理

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ZnO/CN复合纳米材料的制备及其光催化性能

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 206-214页

作者：吴文婷吴梓涵刘君丽中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266580 山东省冶金科学研究院有限公司山东济南250014

将锌型氢氧化物(Zn-LDH)与氮化碳(g-C_(3)N_(4))相结合,制备复合纳米材料ZnO/CN,考察其光催化性能,并分析其光催化机制。结果表明:引入Zn源后,随Zn含量增加g-C_(3)N_(4)出现LDH片层结构,使其比表面积增大。同时伴随ZnO产生,形成了ZnO/C... 详细信息

将锌型氢氧化物(Zn-LDH)与氮化碳(g-C_(3)N_(4))相结合,制备复合纳米材料ZnO/CN,考察其光催化性能,并分析其光催化机制。结果表明:引入Zn源后,随Zn含量增加g-C_(3)N_(4)出现LDH片层结构,使其比表面积增大。同时伴随ZnO产生,形成了ZnO/CN复合纳米材料,ZnO和g-C_(3)N_(4)通过配位形成Zn-N共价键连接;复合催化剂中Zn-N键的形成可以显著降低单重态-三重态能级差值(ΔE_(ST))促进系间窜越(ISC)过程,从而提高单线态氧(^(1)O_(2))生成的效率,同时抑制其他ROS的产生;在光催化氧化1,5-二羟基萘(1,5-DHN)120 min时,胡桃醌的产率可达到70%。

关键词：单线态氧氮化碳过渡金属复合材料

IBVE/AANa/VAc无皂乳液的合成与性能

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胶体与聚合物 2024年第1期42卷 24-26,33页

作者：刘敏吴志俊邹婷婷钱鹏菲徐杨军谢磊张书香江苏科麦特科技发展有限公司江苏无锡214161 济南大学化学化工学院济南250022

本文以异丁基乙烯基醚、丙烯酸钠和醋酸乙烯酯为反应单体合成无皂乳液。研究了AANa的用量对乳液稳定性的影响,考察了VAc/IBVE的比例与聚合物性能的关系,同时分析了乳胶粒的形貌。结果表明,亲水性单体AANa对乳液的稳定性、粒径大小影响... 详细信息

本文以异丁基乙烯基醚、丙烯酸钠和醋酸乙烯酯为反应单体合成无皂乳液。研究了AANa的用量对乳液稳定性的影响,考察了VAc/IBVE的比例与聚合物性能的关系,同时分析了乳胶粒的形貌。结果表明,亲水性单体AANa对乳液的稳定性、粒径大小影响较大。调整反应单体VAc/IBVE的比例可以得到不同分子量、不同玻璃化转变温度的聚合物,该无皂乳液具有明显的核壳结构。

关键词：无皂乳液聚合丙烯酸钠醋酸乙烯酯异丁基乙烯基醚

基于吉布斯自由能最小化法煤气化反应器模型开发及应用

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化工进展 2024年第9期43卷 4793-4799页

作者：赵梦磊赵军鲁鸿滨陶少辉赵文英项曙光青岛科技大学过程系统工程研究所山东青岛266042 齐鲁师范学院化学与化工学院山东济南250200

本研究开发的煤气化专有模块集成了煤气化的热解过程与气化过程模型。根据热解模型计算得到煤热解后的组成,基于吉布斯自由能最小化的原理构建平衡模型,采用Rand法将有平衡约束的最优化问题转换为无约束的最优化问题,简化煤气化过程模... 详细信息

本研究开发的煤气化专有模块集成了煤气化的热解过程与气化过程模型。根据热解模型计算得到煤热解后的组成,基于吉布斯自由能最小化的原理构建平衡模型,采用Rand法将有平衡约束的最优化问题转换为无约束的最优化问题,简化煤气化过程模型的求解方法,得到煤气化反应产物的组成,并以煤气化工业数据为例,检验开发的煤气化模型的准确性。基于开发的煤气化反应器模型,考察了煤浆浓度和氧煤比对气化产品组成的影响。结果表明,当煤浆体积分数为52.5%~65.5%时,有效气体体积分数由71.6%增加至81.2%;当氧煤比由491增大到560时,有效气体体积分数增大至最大值77.75%后又逐渐减小。有效气体体积分数随着煤浆浓度增大而增大,随着氧煤比浓度增大呈先增大后减小趋势。开发的煤气化专有模块对煤气化过程的模拟结果准确可靠,具有重要的实用价值。

关键词：煤气化 Rand法吉布斯自由能反应器

多学科融合背景下综合开放创新化学实验教学体系及平台建设与实践

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大学化学 2024年第7期39卷 56-63页

作者：张恒刘刚徐政虎马莹山东大学化学与化工学院化学实验教学中心济南250100

基于“四新学科”建设需求,根据山东大学多学科特色,基于化学与各学科交叉融合发展趋势,化学实验教学中心构建了多学科融合的综合开放创新化学实验教学体系,并重构中心管理框架,在实验室建设和管理、实验技术队伍建设等方面进行探索,取... 详细信息

基于“四新学科”建设需求,根据山东大学多学科特色,基于化学与各学科交叉融合发展趋势,化学实验教学中心构建了多学科融合的综合开放创新化学实验教学体系,并重构中心管理框架,在实验室建设和管理、实验技术队伍建设等方面进行探索,取得了良好的效果。

关键词：多学科交叉融合实验教学平台

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高校大型仪器开放实验室网络培训体系的探索

大学化学 2024年第4期39卷 1-6页

作者：封振宇曹照真占金华山东大学化学与化工学院济南250100 山东大学资产与实验室管理部济南250100

大型仪器在高校人才培养和科研测试服务中发挥着重要作用,系统的培训体系是高校大型仪器共享平台高效运行的基本保障,也是高校推进一流教育和拔尖人才培养的客观要求。系统性规范化的网络培训模式有利于提升培训的效果。通过构建包含安... 详细信息

大型仪器在高校人才培养和科研测试服务中发挥着重要作用,系统的培训体系是高校大型仪器共享平台高效运行的基本保障,也是高校推进一流教育和拔尖人才培养的客观要求。系统性规范化的网络培训模式有利于提升培训的效果。通过构建包含安全培训及考核、仪器使用培训及考核、仪器原理及应用技巧、仪器测试成果与前沿展示互动交流于一体的网络资源平台,探索基于此平台的培训管理体系和长效完备的学习支撑体系,为高校大型仪器开放共享与人才培养体系建设提供了新思路。

关键词：高校实验室大型仪器网络培训开放共享

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燃烧热测定实验的课程思政设计——农林废弃物的热值测定

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大学化学 2024年第2期39卷 1-6页

作者：张树永朱亚先张文清王玉枝陆靖山东大学化学与化工学院济南250100 厦门大学化学化工学院福建厦门361005 华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 湖南大学化学化工学院长沙410082 上海海事大学上海200135

燃烧热测定是一个经典的物理化学实验。本案例将燃烧热测定与农林废弃物燃烧发电对接,对实验内容进行了适当调整,让学生了解燃烧热测定对保障发电厂安全运行的重要意义,以及农林废弃物燃烧发电对服务“三农”、乡村振兴和“双碳”战略... 详细信息

燃烧热测定是一个经典的物理化学实验。本案例将燃烧热测定与农林废弃物燃烧发电对接,对实验内容进行了适当调整,让学生了解燃烧热测定对保障发电厂安全运行的重要意义,以及农林废弃物燃烧发电对服务“三农”、乡村振兴和“双碳”战略的重要意义,提高了学生学以致用的能力,激发了学生的学习兴趣,引导学生关心国家能源安全、环境保护、可持续发展和人民的生命健康,对提升学生的能力和素质发挥了良好作用。

关键词：燃烧热农林废弃物热电厂环境保护课程思政