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1.
在Pitzer电解质溶液理论的基础上采用两种模型计算了KCl-K2SO4-KBO2-H2O体系及其子体系的溶解度。模型I假设溶液中只有一种硼物种B(OH)4-,模型II假设溶液中有4种硼物种,分别对应于B(OH)3、B(OH)4-、B3O3(OH)4-和B4O5(OH)42-。模型I与模型II的溶解度计算结果接近,且与实验值吻合较好。采用模型II计算了上述体系溶液中的硼物种和OH-的浓度。各硼物种的浓度主要受溶液中总硼浓度的影响,而很少受KCl和K2SO4的影响。计算结果说明在计算偏硼酸钾溶液体系溶解度时,可近似认为溶液中硼物种只有B(OH)4-。模型II可用于计算含偏硼酸钾体系的pH值。本文的计算结果可为复杂偏硼酸钾体系模型的构建提供理论基础。 相似文献
2.
采用物种分布图与核磁共振实验研究了五硼酸钾溶液中含硼物种的类型、含量和溶液浓度间关系。研究表明五硼酸钾在稀溶液(0.05 mol/kg(H2O))中几乎全部水解,主要物种为B(OH)3和B(OH)-4;在较浓溶液(0.20 mol/kg(H2O))中主要物种为B(OH)3和B3O3(OH)-4,而B5O6(OH)-4和[B4O5(OH)2-4]的含量较小。核磁共振实验研究给出了B(OH)-4、B3O3(OH)-4和B5O6(OH)-4的生成常数K1、K3,、K5,研究得出B5O6(OH)-4含量很少的原因是其解聚为其它类型硼酸根离子。外加离子促进五硼酸根离子的生成,而高温条件促进B5O6(OH)-4发生解聚反应。 相似文献
3.
The crystal structure of metal borates has been extensively investigated by X-ray and neutron diffraction,but,the structure of aqueous polyborate solutions are still largely unknown.Over the last decade,our group has focused on studying the structure of complex aqueous polyborate solutions of Li,Na,K,Rb,Cs,and Mg using synchrotron radiation X-ray scattering(XRS),EXAFS,Raman,NMR,and DFT,as well as determining the density,conductivity and pH of such solutions.Polyborate species distributions were calculated using pH measurements,and the main species in the solution have been confirmed by NMR and Raman spectra.For alkali-metal metaborates,the dominant species is always B(OH)-4in a wide range of concentration,while the presence of others species is negligible.For alkali metal tetraborates,when concentration is in the extreme low range,only B(OH)3 and B(OH)-4 are present in these solutions.As the total boron concentration increases,B(OH)3 and B(OH)-4 polycondensated to form more complex oligomers.Of them,while B4O5(OH)2-4 in the tetraborate solutions is the main species,B(OH)3,B(OH)-4,and B3O3(OH)-4 are minor species,and B3O3(OH)2-5 and B5O6OH)-4 are present only in negligible amounts.As solution continues to concentrate,B4O5(OH)2-4 eventually becomes the dominant species,which is consistent with the congruent compound M2B4O7·nH2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) in the system M2O-B2O3-H2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs).For alkali metal pentaborates,B(OH)3 and B(OH)-4 are the main species at low concentrations.The species distribution,Raman and NMR spectroscopy results verified that the dominant species in concentrated pentaborate solutions with Li and Na is pentaborate B5O6OH)-4,but it is surprising that the main species with K,Rb,and Cs is always the triborate monoanion B3O3(OH)-4.Although all M[B5O6OH)4]·nH2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) are all congruent compounds in the system M2O-B2O3-H2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) ,the main species in aqueous solutions are quite different because of various cation hydration distance(d),hydration number(CN),and configuration,especially charge(Z).For bivalent Mg2+,three borate minerals,namely,Inderite(2MgO·3B2O3·15H2O),Hungchaoite(MgO·2B2O3·9H2O),and Mcallisterite(MgO·3B2O3·7.5H2O),exist in the system MgO-B2O3-H2O at 298K.Inderite is a congruent compound,but Hungchaoite and Mcallisterite are incongruent compounds.The species distribution and Raman spectra demonstrat that the predominant species in all the solutions with magnesium borates is bivalent triborate B3O3(OH)2-5,while the subordinate species are B(OH)-4 at a low B2O3/MgO ratio and B(OH)3at a high B2O3/MgO ratio,and the other anions are negligible,as the high Z of the borate anion must match that of Mg2+.The disappearance of divalent B4O5(OH)2-4 is in agreement with its incongruent nature.The DFT and XRS results showed that tetrahedral Li(H2O)+4(d=0.20 nm,CN=4),octahedral Na(H2O)6+(d=0.236 nm,CN=6),and Mg(H2O)2+6(d=0.210 nm,CN=6) in the first hydration shell belong to Platonic polyhedra.However,K(H2O)+8(d=0.28 nm,CN=8,XRS and DFT),Rb(H2O)+8(d=0.293 nm,CN=7.7-8.2,EXAFS),and Cs(H2O)+8(d=0.320-0.326 nm,CN=7.6-7.9,EXAFS) are inclined Voronoi polyhedra.Therefore,the effects of cation Z and d on the structure of polyborates in aqueous solutions are deterministic,while the effect of hydrated-cation symmetry is secondary.Their hydrolysis order was:Mg＞Li＞Na＞K＞Rb＞Cs,in step with hydration power.Among them,Mg2+ and Li+have a strong tendency towards hydrolysis,but Na+ scarcely hydrolyzes,especially Rb+ and Cs+ have a little protonation.X-ray scattering of aqueous alkaline sodium borohydride solutions confirmed that dihydrogen bonds exist in an aqueous solution.The four distinct features of dihydrogen bonds in aqueous solution-unidirectionality,divaricativity,multicentricity,and multidentativity have been also described here in brief. 相似文献
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基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H2O)n]+,[NO3(H2O)n]-和KNO3(H2O)n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO3溶液,目的在于深入理解KNO3溶液中K+和 NO-3的微观水合结构,以及K+-NO-3离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO3(H2O)n (n=6,8,10和12)水合团簇,K+第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K+和NO-3主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO3溶液中形成了直接接触K+-NO-3离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO3稀溶液中主要存在物种为水合K+和NO-3,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K+-NO-3离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。 相似文献
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Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。 相似文献
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采用基于扩展UNIQUAC模型的AQSOL027软件针对水盐体系Li–Na–K–Mg–Cl–SO4–H2O的六个五元子体系进行相平衡理论计算,首次报道了多个五元子体系在多个温度条件下的相图,将计算相图与已有实验相图以及基于其它热力学模型的计算相图进行了比较。结果表明：AQSOL027在相图计算中具有较好的准确性和可靠性。AQSOL027是一款基于Excel、用于计算复杂多温水-盐体系Li–Na–K–Mg–Ca–H–Cl–(HSO4/SO4)–(CO2/HCO3/CO3)–(H3BO3/B4O7/BO2)–OH–H2O的计算机软件,集成了扩展UNIQUAC模型和相平衡算法,该软件可结合SysCAD和Aspen过程模拟器,实现盐田工艺过程的计算机辅助设计。 相似文献
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考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn2O3的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N2吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li+具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li+性能。此外,本文对Li1.6Mn1.6O4与MnO2·0.5H2O的吸附—解吸机理进行了解释。 相似文献
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用高精度振动管密度仪测定二元系统(LiCl-H2O 和 MgCl2-H2O)和三元系统(LiCl-MgCl2-H2O)在273.15 至 308.15 K下溶液密度。采用VFT方程关联了LiCl和MgCl2溶液密度与温度、摩尔浓度关系。利用Young理想混合规则,根据二元体积性质计算计算了三元系统溶液密度。采用Pitzer离子相互模型拟合了LiCl-MgCl2-H2O,得到Pitzer单盐参数(β(0)VMX,β(1)VMX,and CVMX,MX=LiCl 和 MgCl2)和混合离子相互作用参数(θVLi,Mg、ψVLi,Mg,Cl)。在本工作中确定了三元体系在恒定离子强度下的混合体积 (ΔVm)。 相似文献
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结合密度泛函理论,运用B3LYP/aug-cc-pVDZ方法对[Li(H2O)n]+(n=1~10)水合团簇的结构进行了研究。研究结果表明,在气相和液相中,四配位结构的[Li(H2O)n]+水合团簇比其五配位的异构体稳定,即在水溶液中Li+易形成四配位的四面体结构。随着同时水分子数的增加,Li-O键长增大,Li+上的电荷密度减小。但是当水分子数大于4时,Li-O键长和Li+上的电荷密度变化很小。[Li(H2O)n]+水合团簇中每个水分子的结合能计算结果表明,7个水分子已足以形成Li+的近似饱和水合层。另外红外光谱显示[Li(H2O)n]+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加发生蓝移,而~3 600 cm-1和~3 500 cm-1处的吸收峰是第二水合层与第一水合层、第三水合层和第二水合层的水分子形成氢键引起的。 相似文献
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采用等温溶解平衡法研究了三元体系LiCl-Li2SO4-H2O和Li2SO4-Na2SO4-H2O在333.15 K下的相平衡关系,测定了333.15 K条件下两个体系平衡溶液的溶解度,根据溶解度数据绘制了两个三元体系的相图。研究发现:在三元体系LiCl-Li2SO4-H2O中,相图由两条单变曲线、一个不变点和两个结晶区组成,平衡固相为LiCl·H2O和Li2SO4·H2O;在三元体系Li2SO4-Na2SO4-H2O中,相图由两个不变点、三条单变曲线和三个结晶区组成,平衡固相分别为Li2SO4·H2O、Na2SO4和Li2SO4·Na2SO4。 相似文献
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用合成的水合四硼酸钾和偏硼酸钾晶体,配制一系列溶液,研究了pH与浓度变化的关系,并计算硼酸根离子的摩尔分数-浓度(δ-c)关系图。用拉曼光谱方法研究四硼酸钾和偏硼酸钾溶液,给出其拉曼光谱图,并对各峰进行了归属。研究表明,四硼酸钾溶液中存在的物种主要有[B4O5(OH)4]2-、[B3O3(OH)4]-和[B(OH)4]-,而其它物种所占摩尔分数很小;在偏硼酸钾水溶液中,[B(OH)4]-占绝大多数,有很少量H3BO3、[B4O5(OH)4]2-和[B3O3(OH)4]3-。硼酸盐离子浓度越低,越容易水解为聚合度较低的简单物种。 相似文献
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Boron resources are abundant in Da Qaidam salt lake of Qaidamu Basin. It has been given great attention for the polyborate species present in brine. In this study, the Raman spectroscopy was applied to investigate the existing-form of boron in brine during evaporation. The prepared solutions of MgO·2B2O3-H2O, MgO·2B2O3-MgCl2 -H2O, and MgO·2B2O3-MgSO4-H2O was also evaporated and recorded to study the influence of boron concentration, pH, and electrolytes on the borate speciation in brine. The mononborates of B(OH)3 and B(OH)4- were found to be the only forms present in the original salt lake brine. Brine evaporation promotes the formation of polyborate anions B3O3(OH)4-, B5O6(OH)4-, and B6O7(OH)62- and also disappearance of the B(OH)4- ion in brine with boron concentration of more than 11 g/L in B2O3. The pentaborate ion of B5O6(OH)4- was sensitive to the solution pH and found to be appeared under the pH value of 8.0. While the hexaborate ion of B6O7(OH)62- was observed more dependent on the electrolyte of magnesium chloride due to its special properties, such as promoting boron accumulation, lowering solution pH, and also the strong af?nity for water molecules, which is beneficial to the polymerization of borate ions in brine. The interaction mechanisms among polyborate anions during evaporation had also been proposed. 相似文献
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本文研究了三元体系ＭｇＳＯ４—ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２—Ｈ２Ｏ（Ⅰ）和Ｍｇ（ＮＯ３）２─ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２—Ｈ２Ｏ（Ⅱ）在３０℃的相平衡，测定了饱和溶液溶解度及其折光指数，绘制了相应的溶度图和折光指数─组成关系图。两个体系均为简单共饱型。溶度曲线及折光指数曲线均由两支组成，分别与ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ（Ⅰ）或Ｍｇ（ＮＯ２）２·６Ｈ２Ｏ（Ⅱ）和ＣＨ２ＣＯＮＨＣＯＮＨ２相对应。共饱点的组成分别为（Ⅰ）中ＭｇＳｏ４２７．３５％，ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２ ４．７％；（Ⅰ）中Ｍｇ（ＮＯ３）２４２．７５％，ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２１２．２４％。这项工作对开发缓释肥料具有重要意义。 相似文献
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Li2SO4溶液中离子间的缔合相互作用:基于密度泛函理论和分子动力学模拟的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于密度泛函理论,使用B3LYP/aVDZ方法对[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇的结构和性质进行了系统地研究,并结合Car-Parrinello分子动力学(CPMD)模拟了不同浓度的Li_2SO_4溶液结构,目的在于理解在Li_2SO_4溶液中离子间缔合相互作用及可能存在的物种。研究发现,对于[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇,双配位单齿螯合接触离子对结构比双配位双齿螯合接触离子对结构更稳定,溶剂共享离子对结构最不稳定。同时,CPMD模拟结果表明,在3.09和3.17 mol/kg的Li_2SO_4溶液中,双配位单齿螯合接触离子对结构仍然是主要物种。以上结果表明在饱和的Li_2SO_4溶液(3.16 mol/kg)中,Li~+和SO_4~(2-)离子间的相互缔合作用主要以双配位单齿螯合接触离子对结构的物种存在,而具有双配位双齿螯合离子对结构的物种占少数,溶剂共享离子对结构几乎不存在。 相似文献
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