1 云南农业大学资源与环境学院，昆明 650201
2 云南师范大学能源与环境科学学院，昆明 650500
热分解是磷石膏资源化利用的关键，但在不添加还原剂和催化剂的条件下，存在能耗高、成本高、分解率低等缺点，不利于磷石膏的循环再利用，因此寻找能降低磷石膏分解温度、提高分解率的还原剂和催化剂成为当下的研究重点。本文对磷石膏在还原剂和催化剂作用下的热分解过程及其研究状况进行了综述。研究发现，CO和焦炭等燃料型传统还原剂能有效降低磷石膏的分解初始温度，提高分解率，在实际应用中更为成熟。然而，燃料型传统还原剂的应用给磷石膏的热分解也带来了成本压力。添加非传统还原剂(如硫磺、H2S)和催化剂不仅能降低磷石膏热分解的成本，还能减少温室气体CO2的排放，但该研究目前还处于试验阶段。寻找能耗和成本更低、分解率更高的还原剂和催化剂是未来实现磷石膏绿色、低碳、高效资源化利用的研究方向。
磷石膏 热分解 资源化利用 还原气氛 还原剂 催化剂 phosphogypsum pyrolysis resource utilization reducing atmosphere reducing agent catalyst
1 贵州理工学院化学工程学院, 贵阳 550003
2 贵州省普通高等学校能源化学特色重点实验室, 贵阳 550003
本文利用溶液法制备了K2Ba［B4O5(OH)4］2·8H2O, 并将其进行热处理制备得到了KBaB5O9, 利用XRD、FT-IR、TG-DTA-DTG对样品进行了表征。分析研究了由K2Ba［B4O5(OH)4］2·8H2O热处理制备KBaB5O9过程中的物相变化过程, 其物相变化经历脱结晶水、脱羟基、重结晶、再分解、熔融再结晶5个阶段, 其中结晶水的脱失分两步进行。运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、atava-estk法对K2Ba［B4O5(OH)4］2·8H2O结晶水第二步脱失过程的动力学参数进行了计算, 可知K2Ba［B4O5(OH)4］2·8H2O结晶水第二步脱失过程的活化能Es为151.94 kJ/mol, 指前因子的对数值lg As为21.25 min-1, 机理函数G(α)=(1-2α/3)-(1-α)2/3(其中α为转化率)。
多金属硼酸盐 硼酸钾钡 湿化学法 热分解 动力学 活化能 polymetallic borate potassium borate barium wet chemical method thermal decomposition kinetics activation energy
空军装备部驻北京地区军事代表局驻天津地区第三军事代表室，天津
采用差示扫描量热法（DSC）研究了二硝酰胺铵（ADN）、高氯酸铵（AP）、双（2，2-二硝基丙基）甲醛/缩醛（BDNPF/A）、癸二酸二辛酯（DOS）、黑索金（RDX）、铝粉（Al）与端丙炔基聚丁二烯（PTPB）的混合物的热分解性能及相容性。根据分解温度评估相容性结果表明，PTPB与RDX、Al具有良好的相容性，与BDNPF/A、ADN的相容性较差，与AP、DOS不相容。
端丙炔基聚丁二烯 热分解 相容性 PTPB thermal decomposition compatibility
合肥工业大学 食品与生物工程学院，安徽 合肥 230009
上转换发光纳米材料由于其特有的光学性质而一直备受关注，但常见的上转换发光纳米材料多为单色发光，为了实现上转换多色正交发光，同时避免多种掺杂剂离子的合成复杂性以及相互间的干扰性，利用Er3+的2H11/2,4S3/2→4I15/2能级跃迁产生的绿色发光和4F9/2→4I15/2能级跃迁产生的红色发光，设计出由Er3+单个激活剂离子掺杂的双激发上转换纳米颗粒。通过热分解法一步步合成出NaErF4:Yb(19.5%)/Tm(0.5%)@NaYF4:Yb(10%)@NaNdF4:Yb(10%)三层结构的上转换纳米颗粒。此方法合成出来的颗粒大小均一、结构稳定、分散性好。该双激发纳米颗粒能够在980 nm和808 nm的激发光下实现红色和绿色的正交发射光，且其单独发光不受影响。在980 nm激发下，红色光中650 nm处的发射峰强度大约能达到540 nm处发射峰的9.46倍；在808 nm激发下，绿色光中540 nm处发射峰强度大约能达到650 nm处发射峰强度的5.39倍。
上转换发光纳米颗粒 单一激活剂 正交发光 热分解法 upconversion nanoparticles single activator ion orthogonal emission thermal decomposition method
1 长春理工大学 化学与环境工程学院， 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室， 吉林 长春 130022
以稀土氯化物为反应前驱体，采用高温溶剂法合成单分散、形貌和尺寸均一的NaYF4∶20%Yb3+, 2%Er3+上转换发光纳米粒子。探讨了反应时间、温度以及油酸加入量对产物结构和光学性能的影响。通过XRD、SEM、EDS、XPS及光致发光等对产物性能进行表征。结果表明，样品与标准卡片匹配良好，为纯相，属六方晶系; 所合成的纳米粒子形貌为六角盘状，对角线长度约为77 nm，厚度约为54 nm; 在980 nm激光激发下，所合成纳米粒子在523 nm和542 nm左右的绿光区以及峰值位于656 nm左右的红光区均可观察到Er3+的特征发射峰，分别归属于2H11/2、4S3/2及4F9/2能级到4I15/2能级之间的跃迁，不论是红光还是绿光吸收均为双光子过程。
高温溶剂热分解法 纳米粒子 上转换发光 单分散 thermolysis method NaYF4∶Yb3+,Er3+ NaYF4∶Yb3+,Er3+ nanoparticles up-conversion luminescence monodisper
1 上海航天设备制造总厂有限公司国防特种焊接技术创新中心, 上海 200245
2 阿帕奇光纤激光技术有限公司, 上海 201702
以聚酰胺(PA)和不锈钢(1Cr18Ni9Ti)搭接接头为研究对象,计算了焊接过程中界面处的热过程,并分析了其对塑料热分解行为影响,获得了优化的焊接热输入;然后通过试验验证,获得了稳定连接的PA-1Cr18Ni9Ti接头,并对PA-1Cr18Ni9Ti界面的连接机制进行研究。结果表明:焊接过程中聚酰胺的热分解与时间、升温速率有关;当激光焊接热输入为77.8 J·mm -1(激光功率700 W,焊接速度9 mm·s -1,离焦量70 mm)时,可保证PA-1Cr18Ni9Ti界面处的聚酰胺在充分熔化、铺展的同时,减少热分解,同时可避免聚酰胺的烧蚀和碳化;PA-1Cr18Ni9Ti界面能够形成Cr—O—C化学键,有利于提高两者的结合强度。
激光技术 激光透射焊接 聚酰胺 不锈钢 热分解
1 中国科学院 青海盐湖研究所 中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室, 西宁 810008
2 青海省盐湖资源化学重点实验室, 西宁 810008
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 大连理工大学 化工学院, 大连 116024
采用水热法以氯化镁和氢氧化钙为原料制备了碱式氯化镁(BMC)晶须, 然后热解得到了纳米氧化镁。经透射电镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)分析其粒径在20~40 nm之间, 暴露晶面族为{111}和{110}。通过热重差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及红外光谱(FT-IR)分析确定了碱式氯化镁晶须热分解过程分四步进行, 前两步分别脱去两个结晶水, 第三步脱氯化氢, 最后脱羟基水。采用Satava法和微分法对BMC晶须的热分解机理和动力学进行了研究, 得出第一步反应热分解机理为随机成核与随后生长、第二步为二维扩散、第三步为相边界反应、第四步为一维相边界反应。
碱式氯化镁 纳米氧化镁 热分解 晶须 水热法 basic magnesium chloride nano magnesium oxide thermal decomposition whiskers hydrothermal method
1 福建师范大学光电与信息工程学院, 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
2 广州军区总医院, 激光整形美容中心, 广东 广州 510010
血管靶向激光以血管中的血红蛋白为靶分子, 经由激光与血红蛋白相互作用的光热效应, 破坏和封闭受照射的血管组织, 以达到特定的治疗目的。选择性光热解作用是血管靶向激光的基本原理。本文围绕国内外临床上常见的几种血管靶向激光器, 介绍和讨论其工作特征和治疗参数。并对密切相关的非激光光源和血管靶向光动力疗法的光源作简要介绍。
血管靶向 激光 选择性光热分解 血红蛋白 vascular targeted lasers selective photothermolysis hemoglobin
水滑石(LDH)具有阻燃、消烟、填充和热稳定性等功能, 是无机阻燃剂的新品种, 以尿素为沉淀剂制备Mg/Al摩尔比为4的镁铝水滑石(MgAl-LDH)阻燃剂。通过X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等表征手段, 以及结合去卷积及曲线拟合分析, 研究了MgAl-LDH阻燃剂的热分解行为, 探求其热相变规律, 特别是热解相变过程中层板羟基(—OH)的存在形式和层间碳酸根(CO2-3)的配位变化, 并从热力学角度对其热分解过程进行了分析讨论。XRD表征发现, 随着温度的升高, LDH阻燃剂主体层板结构发生晶相转变, 500 ℃时层间CO2-3基本脱除生成镁铝双金属混合氧化物(Mg—Al—O), 600 ℃有杂相MgAl2O4尖晶石晶相生成。基于FT-IR和TG-DSC表征和曲线拟合分析, 发现LDH阻燃剂主体层板—OH存在［Al—OH—Al］, ［Al—OH—Mg］和［Mg—OH—Mg］三种形式, 各结构单元中的—OH析出难易程度有所不同, ［Mg—OH—Mg］最难析出, ［Al—OH—Mg］次之, 而［Al—OH—Al］较易;层间CO2-3亦有三种配位方式, 即桥联配位、单齿配位和双齿配位。从热力学角度对MgAl-LDH阻燃剂的热力学性质进行了估算, 得到了Mg8Al2(OH)20CO3晶体的吉布斯自由能(ΔrGθT)随温度变化的明确表达式。当温度(T)高于228.65 ℃时, 吉布斯自由能(ΔrGθT)小于零, MgAl-LDH发生分解, 层板中—OH析出过程是自发进行的。该结果与TG-DSC实验结果接近, 表明热力学估算所得吉布斯自由能(ΔrGθT)与温度(T)的关系是可靠的。
水滑石 阻燃剂 热分解 配位方式 热力学 晶相转变 Hydrotalcite Flame-retardant Coordination modes Thermodynamics Crystal transition
1 内蒙古师范大学 化学与环境科学学院, 内蒙古 呼和浩特010022
2 吉林大学 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春130012
3 内蒙古师范大学 内蒙古功能材料物理与化学重点实验室, 内蒙古 呼和浩特010022
采用热分解法制备了BaZnF4∶Yb,Er纳米颗粒。通过荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征。合成样品的形貌为球形, 晶相为四方相, 平均粒径为8 nm。当敏化剂Yb3+和激活剂Er3+的掺杂摩尔分数分别为20%和4%时, 样品的发光性能较好。绿光和红光发射对应的辐射跃迁分别为Er3+离子的2H11/2→4I15/2(绿光) 和4S3/2→4I15/2(绿光), 以及Er3+离子的4F9/2→4I15/2(红光)。
稀土掺杂 热分解法 上转换发光 rare earth doping BaZnF4 BaZnF4 thermal decomposition upconversion luminescence
