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盐酸法生产工艺的影响力不可忽视
2013-11-25 10:22:45
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据了解,湿法磷酸工艺即磷矿石通过无机酸分解,先制得肥料用粗磷酸,再经净化除杂,最后浓缩制成纯度与热法工艺相当的高纯度磷酸产品。目前湿法磷酸工艺多采用硫酸分解磷矿得到磷酸,主产物磷酸与副产物硫酸钙的分离是简单的液固分离。因工艺路线简单,硫酸法在湿法磷酸生产中一直处于主导地位,但其生产中产生的大量磷石膏综合利用率低,且“三废”问题严重。
盐酸法磷酸生产工艺流程包括制粉、溶矿、过滤、萃取、蒸发、除杂等工序,通过特殊工艺对磷酸进行萃取提纯,得到食品级磷酸,并副产氯化钙,生产过程中不产生任何污染物。该工艺设备精简,占地面积小。
然而盐酸是无色液体(工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色),有腐蚀性,为氯化氢的水溶液。人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸。它有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴,所以会看到酸雾。
目前,盐酸的销售市场窄而不畅,并且运输和储存环节都存在问题。盐酸法生产工艺为硫酸钾生产中的副产品盐酸找到了出路,副产的氯化钙也可增加项目效益。
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元素百科为您介绍宁波材料所制备出香草醛基含磷自阻燃环氧树脂。中科院宁波材料所生物基高分子材料团队以第二大天然可再生资源木质素的平台化合物香草醛为原料,给合绿色的有机磷化合物,制备了香草醛基含磷自阻燃环氧树脂。 香草醛基含磷自阻燃环氧树脂制备方法香草醛基含磷自阻燃环氧树脂的制备克服了前人以香草醛制备环氧之前需将香草醛还原成香草醇或氧化成香草酸等需使用大量有毒有害还原剂和氧化剂的问题,采用绿色的一锅法将香草醛通过二元胺偶合同时与含磷化合物进行加成,以高产率(~93.3%)得到含磷香草醛基双酚,进而与环氧氯丙烷反应,得到了香草醛基含磷自阻燃环氧树脂。香草醛基含磷自阻燃环氧树脂特性此类环氧树脂固化后,表现出很高的Tg(~214°C),拉伸强度(~80MPa)和模量(~2709MPa),远高于同样条件下测得的双酚A环氧树脂(陶氏DER331)的Tg(166°C),拉伸强度(76MPa)和模量(1893MPa)。阻燃性能优异,得到的两种生物基环氧都达到了UL-94V0工业阻燃级别,有限氧指数达到了~32.8%;同时该类环氧树脂在燃烧实验中,没有黑烟产生,而双酚A环氧树脂会产生大量黑烟。通过热失重实验及对阻燃实验后炭层形貌及结构成分分析发现,其优异阻燃性的原因主要是:该类环氧树脂具有优异的膨胀成炭能力,同时形成的炭层非常致密,可以起到非常好的隔热隔氧作用,从而防止内部材料的进一步燃烧。目前,相关工作已发表在高分子领域顶级期刊Macromolecules(2017,50(5):1892–1901)。该项工作得到了国家自然科学基金(51473180),中欧合作项目(ECO-COMPASS)([2016]92),宁波材料所春蕾人才项目等支持。

化学词典告诉你什么是纳米碳材料以及纳米碳材料的合成方法。近年来,碳纳米技术的研究相当活跃,多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。那纳米碳材料究竟何种物质? 什么是纳米碳材料纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成,也可以由异种原子(非碳原子)组成,甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括三种类型:碳纳米管,碳纳米纤维,纳米碳球。纳米碳材料的合成方法(1)激光蒸发石墨法:此方法是在使用金属催化剂的情况下,用脉冲激光轰击石墨表面,在石墨表面产生纳米级碳材料。(2)等离子体喷射沉积法:此方法是将离子喷射的钨电极(阴极)和铜电极(阳极)进行水冷却,当Ar/He载气挟带苯蒸气通过等离子体炬后,会在阳极的表面上沉积出含有纳米级碳材料的碳灰。(3)凝聚相电解生成法:其采用石墨电极(电解槽为阳极),在约600℃的温度及氩气保护的条件下,以一定的电压和电流电解熔融的卤化碱盐,电解生成了形式多样的碳纳米材料。(4)石墨电弧法:石墨电弧法是用石墨电极在一定气氛中放电,从阴极沉积物中收集碳纳米材料的方法。(5)化学气相沉积法:是制备碳材料所广泛使用的方法,它又可分为有催化化学气相沉积和无催化化学气相沉积。把含有碳源的气体(或蒸气)流经催化剂表面时进行催化分解。乙烯、乙炔、苯乙烯、苯、甲苯、甲烷等通常用作碳源,这些一般都是化学性质比较活泼的含有不饱和化学键的化合物;过渡金属、稀有金属或金属氧化物常常用作催化剂;氩气、氮气或氢气等通常用作载气。无催化气相沉积则不用任何催化剂,直接在保护气氛下热分解气相含碳有机物。

化学词典告诉你碳纳米材料的现状及未来发展趋势。纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的结构型碳材料,主要包含富勒烯、纳米碳管、石墨烯和纳米介孔碳等。纳米碳材料具有稳定性好、强度高、比表面积高和来源丰富等特点,是最具发展潜力的新型纳米材料,现已应用于复合材料、超级电容器、贮氢材料、催化剂等能源化工领域,甚至成为高新领域中无法替代的材料。 纳米碳材料的现状近年来,碳纳米技术的研究相当活跃,多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。2000年德国和美国科学家还制备出由20个碳原子组成的空心笼状分子。根据理论推算,包含20个碳原子仅是由正五边形构成的,C60分子是富勒烯式结构分子中最小的一种,考虑到原于间结合的角度、力度等问题,人们一直认为这类分子很不稳定,难以存在。德、美科学家制出了C60笼状分子为材料学领域解决了一个重要的研究课题。碳纳米材料中纳米碳纤维、纳米碳管等新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性,被广泛地应用于诸多领域。碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一,它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性,在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为唯一构成元素的碳素材料具有各式各样的性质,并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上,没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。纳米碳材料的未来发展趋势国家《新材料产业“十二五”发展规划》确定重点发展新型功能材料、先进结构材料及高性能复合材料等,近年来纳米碳材料研究的迅猛发展也为其在化工催化材料领域的开发应用提供了平台。未来最有可能实现工业化应用的产品是储能储氢器件、新型复合材料和催化剂。作为催化剂载体,纳米碳材料可以与活性组分之间产生金属-载体相互作用和协同效应等,比传统催化剂具备更大的优越性。通过深入研究表面结构对活性的调控作用来进行催化剂设计,是未来催化材料的发展方向。从纳米碳材料的结构、表面修饰、界面效应及分散性能等方面入手,通过对纳米碳材料预处理可以设计并得到综合性能优异、高性价比的聚合物复合材料。有理由相信,随着对纳米碳材料的研究和产业化的不断深入,富勒烯、碳纳米管和石墨烯等纳米碳材料能够实现大规模低成本的连续批量生产,其优异特性将实现突破性飞跃,未来在催化、储氢和复合材料等领域的应用也将会更加广阔。