新型氧化铝熟料溶出二次反应抑制剂的合成及其抑制机理研究

发布时间：2020-05-05 15:27

【摘要】：烧结法生产氧化铝的熟料中含有约30%的β-2CaO·SiO_2,在溶出时会与铝酸钠溶液相互反应即所谓的二次反应,使己溶出的A1_2O_3和Na_2O重新析出进入赤泥而造它们的损失,使用抑制剂(表面活性剂)抑制熟料溶出二次反应的方法操作简单,可以在不改变原生产流程和设备的条件下抑制二次反应发生,目前关于抑制剂的研究仅限于单一官能团抑制剂,多官能团抑制剂研究比较少见。本文对含多种官能团抑制剂的合成及抑制机理进行了研究。全文研究内容如下:(1)合成了两种含有多种官能团的抑制剂丙烯酸-乙烯醇共聚物(PAV)及丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(PAH)。研究了不同试验条件对合成的PAV、PAH抑制剂分子量的影响。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(HNMR)、GPC、TG等手段对聚合物抑制剂PAV、PAH进行了表征。(2)研究了PAV、PAH抑制二次反应的性能,并与市售抑制剂聚丙烯酸钠(PAAS)、聚乙二醇(PEG)进行了对比。结果表明,在添加量相同的情况下PAH、PAV抑制效果优于PAAS、PEG,四种抑制剂抑制二次反应的效果大小关系为:PAHPAVPAASPEG。(3)以β-2CaO·SiO_2为对象探究了PAV、PAH抑制二次反应的机理。PAV在β-2CaO·SiO_2表面上的吸附符合一级动力学方程Lagergren,PAH在β-2CaO·SiO_2表面的吸附符合准二级动力学方程。PAV的吸附等温线数据符合Freundlich方程,吸附自由能?G_(PAV)=31.575KJ/mol,PAV在β-2CaO·SiO_2表面吸附为混合吸附既有物理吸附又有化学吸附。PAH吸附等温线数据符合Langmuir方程,PAH在β-2CaO·SiO_2表面的吸附为单分子层饱和吸附,吸附自由能?G_(PAH)=41.145KJ/mol主要发生化学吸附。用Zeta电位仪测得在去离子水中β-2CaO·SiO_2表面电位为-17.37mV,β-2CaO·SiO_2表面吸附PAV、PAH后测得其ζ-电位值分别为-19.43mV、-34.659mV,PAH在β-2CaO·SiO_2表面的吸附作用强于PAV。
【图文】：

聚合物,引发剂,氧化还原体系,聚合反应

乳液聚合既可以选择水溶性的引发剂，也可以选择油溶性的引发剂。2）聚合反应体系的温度。不同的引发剂分解温度不同，相同温度在下分解速率不同，引发剂分解速率慢，聚合反应时间增长，引发剂短时间内大量分解，则会引起爆聚。所以，应该选择在反应温度范围内的引发剂。3）聚合体系的 PH 值。当反应体系的酸性或碱性过强，都会影响引发剂的作用。当聚合体系采用氧化还原引发剂时，PH 会对氧化还原电位产生影响，进而影响氧化还原剂产生自由基的速度。本试验采用氧化还原体系的引发剂，氧化还原体系特点是水活性好[83,84]，可在常温及更低的温度下使用，使得聚合反应的过程易于控制，得到的产物均一，其常用在水溶液中进行的合成反应。其中，过硫酸铵-亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系引发剂引发温度低，在乳液聚合中应用较多。过硫酸铵-亚硫酸氢钠的引发反应的离子方程式如下：2S2O82-+HSO3-+H2O→3SO42-+2SO4-·+3H+（2.1）2.3.2 PAV 的合成路线丙烯酸-乙烯醇二元共聚物（PAV）合成线路如图 2.1 所示：

核磁共振氢谱,质子

导核磁共振波谱仪测定聚合物 PAV 前驱体样品，得到样品 H1NMR 图（图 2.11），，进而分析聚合物的结构。PVAc-PAN 的核磁氢谱如图 2.11。图 2.11 PVAc-PAN 的核磁共振氢谱图由图 2.11 可知，其中 =1.5～1.875ppm 和 =1.97～2.02ppm 处质子吸收峰属于主链上的 CH2质子的共振， =1.91～1.97ppm 的质子吸收峰为主链上的-OCOCH3中质子的振动峰。 =3.12～3.25ppm 与 =4.75～4.87ppm 质子吸收峰则是主链上-CH2的振动峰。而bacdeH2ODMF
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TF821

【参考文献】