亚磷酸盐（共12篇）
亚磷酸盐 篇1
目前, 国内外采用臭氧对饮用水消毒比较普遍, 对臭氧消毒所产生的消毒副产物也非常关注。亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐都是因臭氧消毒而产生的对人体有害的消毒副产物。当饮用水中溴酸盐的浓度大于0.05 μg/L时, 即对人体有潜在的致癌作用;亚氯酸盐、氯酸盐会引起溶血性贫血, 并降低精子的数量和活力。本实验采用离子色谱法, 对水样中的亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐同时进行分析, 可直接过滤进样, 具有操作简便, 干扰小、灵敏度高、线性范围宽、结果准确等优点, 取得了令人满意的结果。
1 材料与方法
1.1 仪器
美国Dionex-320型离子色谱仪, Chrome leon 6.40色谱工作站, IonPac AS9分离柱, IonPac AG9保护柱, ASRS-ULTRA 4-mm抑制器, 电导检测器。800型离心机, 0.45 μm微孔滤膜。
1.2 试剂
亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐均为国家标准物质, 标准储备液及使用液用纯水配置, 实验用水电导率<0.5 μs/cm。
1.3 色谱条件
淋洗液:10.0 mmol/L Na2CO3, 淋洗液流速为1.2 ml/min, 总计分析时间为8 min, 抑制电流50 mA, 进样量250 μl。以保留时间定性, 峰面积外标法定量。
1.4 标准曲线的绘制
分别取亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐等标准溶液, 按阴离子质量浓度比为1 ∶1 ∶1的比例混合, 配置不同浓度梯度的混合标准溶液, 以纯水定容。按不同浓度分别进样, 以峰面积—浓度分别绘制各组分的标准曲线。
1.5 样品处理
澄清无色的生活饮用水、瓶装饮用水等可直接进样。若水样有颜色或浑浊, 可经离心机离心沉淀后, 过0.45 μm一次性滤膜, 进样测定。
1.6 色谱分离情况
标准溶液色谱分离情况见图1。其中各组份编号及浓度分别为:①亚氯酸盐40 mg/L, ②溴酸盐40 mg/L, ③氯酸盐40 mg/L。
2 结果与讨论
2.1 淋洗液的选择
为有效分离上述3种消毒副产物, 分别对不同淋洗液进行筛选。用于阴离子分析的淋洗液通常为弱酸的盐, 一般情况下淋洗液的弱酸的解离常数 (pKa) 越大, 在洗脱中它的离子型与质子化酸型的比值越小, 洗脱液的背景电导越低, 但淋洗液越容易吸收空气中的CO2, 使得淋洗强度改变和引起基线漂移[1]。根据有关资料, 我们配制10.0 mmol/L Na2CO3、12 mmol/LNa2CO3+5 mmol/LNaHCO3、32 mmol/L NaOH 3种淋洗液, 分别测定3种组分的分离度 (Rs) 。结果表明, 经过条件优化, 均可使3种淋洗液分离各离子的Rs>1.1, 10.0 mmol/LNa2CO3的Rs值最大, 分离效果最好, 故我们采用10.0 mmol/L Na2CO3作为淋洗液进行实验。
2.2 淋洗液浓度及流速的确定
淋洗液浓度及流速直接决定组分分离效果, 能否将测定组分与共存离子有效分离是准确检测的关键。为选择最佳的淋洗液浓度, 该实验采用固定流速, 分别用7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0 mmol/L Na2CO3等度洗脱做分离实验。结果表明, 淋洗液浓度越高, 保留时间越短, 组分的分离越不理想, 基线漂移及噪声也相对增大;但淋洗液浓度越高, 组分的峰形越尖锐, 为在较短的时间内获得最佳的分离效果, 我们采用10.0 mmol/L的淋洗液浓度及1.2 ml/min的流速, 能有效地缩短分析时间, 并达到最佳的分离效果。
2.3 方法的线性、检出限、精密度和回收率
分别配制不同浓度的3种消毒副产物混合标准溶液, 在上述实验条件下找出它们的线性范围, 并绘制标准曲线。分别测定标准和空白样品的峰面积 (A) 和响应值, 求算出标准曲线斜率S及空白样品连续11次进样响应值的标准差SA, 根据公式QL=3 SA/S[2], 计算各组份的检出限。见表1。结果表明, 方法的线性范围广, 相关性好, 检出限低。
配制～混合标准溶液, 同一水样连续进样10次, 做精密度试验。选择不同水质的水样10份, 在测出其基础值后, 按低、中、高3个浓度水平分别添加10、20和40 mg/L各标准溶液做回收率试验。见表1。结果表明, 水样的精密度RSD为1.64%～2.82%, 平均回收率为92.6%～102.6%, 精密度和准确度都很好。
2.4 干扰因素及消除
2.4.1 水样的预处理及酸碱度的影响
离子色谱仪对被测水样的构成要求较高, 样品必须经可靠的预处理才能进样, 一般有色或浑浊的水样可离心沉淀后过滤膜进样。复杂的水样应预先除去杂质并调整pH值为6.5～8.0, pH值过大或过小都将改变淋洗液的背景电导和淋洗强度, 导致基线漂移和影响组分峰形及分离度。可加入固体碳酸钠, 用酚酞指示水样处理终点, 以去除样品中对淋洗液不稳定的物质, 再以活性炭吸附水样有机物及酚酞, 离心分离后, 经微孔滤膜过滤后进样。
2.4.2 共存非测定离子的干扰
水样化学组成复杂, 含有许多无机阴阳离子及有机络合离子, 为研究这些物质对测定的影响, 对水样中可能含有的非测定阴离子分别进行干扰实验, 实测甲酸、乙酸、丙酸、丁二酸的保留时间分别为3.92、4.86、6.04、7.12 min, 与测定组分的保留时间较接近, 但由于AS9柱的选择性强, 干扰离子的响应值极低, 且生活饮用水中较少共同存在有机酸等有机阴离子杂质, 所以对测定造成的影响很小。
3 小结
离子色谱法可同时测定饮用水中的亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐, 方法简便快捷, 准确灵敏, 适用性强, 具有一定的实用价值。
参考文献
[1]牟世芬, 刘开录.离子色谱.北京:科学出版社, 1986:20.
[2]王建平.国家计量检定规程汇编 (化学) .北京:中国计量出版社, 1990:300-301.
亚磷酸盐 篇2
研究了珠江三角洲典型地区中山市大型蔬菜生产基地中9种蔬菜30个样品中硝酸盐与亚硝酸盐的`污染现状,初步摸清了蔬菜中硝酸盐及亚硝酸盐的污染状况.并以WHO/FAO规定的日允许摄入量换算得到的标准评价了其主要蔬菜品种的硝酸盐污染状况.结果表明:在被调查的蔬菜中,硝酸盐含量由高到低依次为菜心→白菜>芥菜→空心菜→生菜→瓜果类,菜心、芥菜和白菜为严重污染,生菜与空心菜为重污染,瓜果类蔬菜为轻污染;亚硝酸盐含量普遍较低,均未超标.因而有必要采取有效的污染防治措施控制该地区蔬菜中的硝酸盐污染状况.
作 者：黄勇 郭庆荣 任海 杨国义 万洪富 罗薇 HUANG Yong GUO Qing-rong REN Hai YANG Guo-yi WAN Hong-fu LUO Wei 作者单位：黄勇,任海,HUANG Yong,REN Hai(中国科学院华南植物园,广东,广州,510650)
郭庆荣,杨国义,万洪富,罗薇,GUO Qing-rong,YANG Guo-yi,WAN Hong-fu,LUO Wei(广东省生态环境与土壤研究所,广东,广州,510650)
亚磷酸盐 篇3
关键词：N波长分光光度法；饮用水；硝酸盐氮；亚硝酸盐氮
中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0098-02
1 N波长紫外分光光度法的检测原理
在混合N 个组分体系中，设组分Mi（ i= 1，2，…，n） 在波长入j （j=1，2，…，n）处的吸光度为Aij，使得吸收峰的最高点实现由小到大的排列。例如：混合组分体系中，波长入j处的总吸光度为Aj；纯组分体系中，纯组分Mi在入i此时，我们便可以利用不同纯组分Mi和吸光度值Aj来计算出Aii，例如，如果N=2，则将（2）式展开可得：
K11·A11+ K21·A22=A1
K12·A11+ K22·A22=A2
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
上海分析仪器厂出产的752型紫外分光光度计和1cm比色皿。在使用仪器时为了使分析结果更准确可靠，应尽量避免气泡进入分析系统内，否则将会造成仪器基线不稳。
制取符合规格的亚硝酸盐氮溶液过程：称取0.2464克的NgNO2，并将其倒入不含亚硝酸盐的蒸馏水中，避免实验产生误差，把此溶液稀释至100mL，也就是使得每10mL溶液中含有5mg的亚硝酸盐氮，而使用时还要继续稀释，使得每10mL含有的亚硝酸盐氮为50μg。制取符合规格的硝酸盐氮溶液时，只需把上述过程中的亚硝酸盐氮换成硝酸盐氮即可。同时，要注意被分析的样品中不能含有悬浮物、沉淀物或者大量的有机物，以避免出现流路通道堵塞、柱压增加、离子峰拖尾严重、分离能力降低等问题。
2.2 实验过程
在蒸馏水为零管的参照下，用1cm的石英比色皿作为容器，取一定的标准溶液加蒸馏水到25mL，然后混合均匀，用纯水调节仪器吸光度为0，分别测定在202nm和210nm的环境下溶液的吸光度值，并根据所求得的A11和A22来画出标准曲线图，以方便观察；另外，取一样量的蒸馏水（必要时应用滤膜除去浑浊物质），在同样的环境下测定吸光度值，求出来A11和A22后根据原来方程可以知道亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的含量，即浓度。
3 计算结果以及分析总结
3.1 吸收光谱及K值的确定
由于亚硝酸盐氮跟硝酸盐氮的吸收量很接近，所以一般情况下得到的曲线几乎重叠到了一起，这严重影响我们的观察、判断。为此，我们要分离两种含量才能使用单波长测定。目前，利用本法进行的吸光度值分析很好地解决了这一问题，它消除了亚硝酸盐氮在实验中的干扰。
如果我们定义亚硝酸盐氮为第一物质，硝酸盐氮为第二物质，那么它们在210nm和202nm环境下所测得的最大吸收波长分别为第一和第二波长，取相同浓度的NO2-N和NO3-N来反复测量得出最终的K值。然后由K值计算出A11和A22，其中A11表示在排除硝酸盐氮的干扰下，亚硝酸盐氮在210nm环境下的吸光度值，A22表示在排除亚硝酸盐氮的干扰下，硝酸盐氮在202nm环境下的吸光度总值。
3.2 标准系列
在试验方法的前提下，测定不同量的混合标准液。由测量结果我们可以发现：亚硝酸盐氮含量在0.004～25mg/L范围以外的A11不符合比尔定律；硝酸盐氮含量在0.004～1mg/L范围外的A22不符合比尔定律。所谓的比尔定律就是，线性回归方程为：A11=0.00030+0.0572C，相关系数r=0.9989。A22=0.00213+0.102C，相关系数r=0.9993。
3.3 标准合成试样的测定
由下表1我们可以看出，用本法测定混合试样可以消除亚硝酸盐氮跟硝酸盐氮之间的相互干扰，使实验效果更清楚、准确。
3.4 精密度和准确度实验
取3份我们日常生活中的饮用水，测量其精密度和准确度，结论如下：
由下表2表明：取3组不同浓度的水样进行6次测量，这种测量方法所得的结果相对偏差均小于5%，说明这种方法有很高的精确度。
3.5 共存离子对实验测量的影响
当波长在200～230nm的范围以内时，水体中的NH3-N和Cl-对光都有着非常强的吸收能力。但是，当标准溶液为1mg/L时，并且在相对误差为+5%前提下，加入10倍的NH3-N和200倍的Cl-就不会影响实验结果。另外，我们的饮用水中还含有一些Br-、I-、IO3-、Cu2+、Cr3+、Cr6+等吸收性离子，但由于它们的含量非常低，并不会影响实验测量结果，所以不予考虑。
4 结语
通过对整个实验过程的观察以及后期对实验数据的处理，可以看出：运用N波长紫外分光光度法测定的结果精密度和准确度都较高，检验结果无显著性差异。同时，这个方法不但使我们实验的整个过程简单易行、使用试剂少、数据处理清晰准确、效果高，而且对检验人员的健康和环境的破坏也是相对较轻的。它不仅提高了我们对生活饮用水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的检测效率，而且充分提高了检测的效率和准确度，使得检测达到质量要求。所以，这种方法应该在县（市）级疾控中心实验室检验硝酸盐氮中得到普及。
参考文献
[1]周进才，贾自力.生活饮用水中硝酸盐氮的两种测定方法的比对研究[J].包头医学，2012，（2）.
[2]周大伟，何继绥.饮用水中硝酸盐氮单扫描极谱法测定[J].按摩与康复医学（中旬刊），2012，（5）.
亚磷酸钙工业废渣制取亚磷酸 篇4
目前国内外已经开发出的亚磷酸钙工业废渣处理技术主要有离子交换法和电解法。Wisnouska等[1]采用离子交换法以亚磷酸钙工业废渣为原料制备了高纯度亚磷酸。王惠平等[2]采用某化工厂亚磷酸钙废渣制备了质量分数为98.2%的亚磷酸钠。离子交换法因生产成本高、污染环境而影响了其实用性。张英喆等[3]以石墨为阳极、不锈钢为阴极,采用电解法制备了质量分数为10%的亚磷酸,经过浓缩后制得高浓度亚磷酸,干渣中亚磷酸钙回收率可达80%。电解法工艺简单,产品纯度高,无污染,但耗电量大,生产成本高,很难工业实施。黄莉等[4]采用溶剂萃取法加入硫酸溶解亚磷酸钙制得亚磷酸,再用正丁醇萃取提纯亚磷酸,最后用氢氧化钡悬浮液反萃取制得亚磷酸氢钙。
本工作采用碳酸钠分解亚磷酸钙工业废渣,制备了亚磷酸钠和纳米级碳酸钙,再用硫酸将亚磷酸钠转化为亚磷酸粗产品,采用有机溶剂萃取提纯亚磷酸粗产品,得到亚磷酸产品。
1 实验部分
1.1 原料、试剂和仪器
实验用亚磷酸钙工业废渣取自浙江某化工厂,其中亚磷酸钙平均质量分数为51.2%。实验所用试剂均为分析纯。
DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器:河南予华仪器有限公司;SHB-III T型循环水真空抽滤泵:郑州长城科工贸有限公司。
1.2 实验原理
1.3 亚磷酸的制备
称取500.0 g亚磷酸钙工业废渣置于3 L带磁力搅拌器的烧瓶中, 加入1 500 mL去离子水,加热搅拌后加入一定量的碳酸钠, 升温至设定反应温度, 保温搅拌反应一段时间,趁热过滤以除去碳酸钙,并测定滤液中亚磷酸根含量。向滤液中加入19.8 g亚磷酸,调节溶液pH至5～6,将过量的碳酸钠转化成亚磷酸钠,然后加入一定量硫酸,将亚磷酸钠完全转化为亚磷酸。
将所得亚磷酸溶液置于500 mL圆底烧瓶中减压蒸馏至近干,用300 mL无水乙酸分3次萃取亚磷酸,除去产品中的硫酸钠。再将所得亚磷酸溶液减压蒸馏,除去乙酸,得到亚磷酸产品。
1.4 分析方法
亚磷酸根的含量采用HG/T3253—2000《工业次磷酸钠》[5]标准进行测定。亚磷酸产品中亚磷酸、氯化物、硫酸盐和磷酸盐含量采用HG/T2520—93《工业亚磷酸》[6]标准进行测定。
2 结果与讨论
2.1 亚磷酸钙工业废渣最佳溶解条件的确定
2.1.1 反应温度的确定
在亚磷酸钙工业废渣加入量为500.0 g、碳酸钠加入量为350.0 g、反应时间为8 h的条件下,反应温度对亚磷酸根转化率(滤液中亚磷酸根含量与工业废渣中亚磷酸根含量的比值)的影响见图1。由图1可见,反应温度为80～90 ℃时,亚磷酸根转化率最高,故本实验反应温度选择80 ℃。
2.1.2 碳酸钠加入量的确定
在亚磷酸钙工业废渣加入量为500.0 g、反应温度为80 ℃、反应时间为8 h的条件下,碳酸钠加入量对亚磷酸根转化率的影响见图2。由图2可见,碳酸钠加入量大于350.0 g后,亚磷酸根转化率最高,综合考虑,本实验最佳碳酸钠加入量为350.0 g。
2.1.3 最佳反应时间的确定
在亚磷酸钙工业废渣加入量为500.0 g、碳酸钠加入量为350.0 g、反应温度为80 ℃的条件下,反应时间对亚磷酸根转化率的影响见图3。由图3可见,随反应时间延长,亚磷酸根转化率提高,综合考虑,本实验最佳反应时间为8 h。
2.2 硫酸加入量对亚磷酸产率的影响
在亚磷酸钙工业废渣最佳溶解条件下制备亚磷酸钠滤液,然后制备亚磷酸。硫酸加入量对亚磷酸产率((亚磷酸终产品质量+加入亚磷酸的质量)/(亚磷酸钙转化亚磷酸理论质量+加入亚磷酸的质量)×100%)的影响见图4。
由图4可见:随硫酸加入量增加,亚磷酸产率提高;但硫酸加入量过多,产品中硫酸含量高,影响产品质量,亚磷酸产率略有下降。实验测定的最佳硫酸加入量与化学计量比结果保持一致。本实验条件下,亚磷酸钙工业废渣加入量为500.0 g,碳酸钠加入量为350.0 g,生成亚磷酸钠为210.0 g, 最佳硫酸加入量为163.3 g。
2.3 无水乙酸加入量对亚磷酸产率的影响
在硫酸加入量为163.3 g的条件下,无水乙酸加入量对亚磷酸产率的影响见图5。
由图5可见:无水乙酸加入量小于300 mL时,随无水乙酸加入量增加,亚磷酸产率升高;无水乙酸加入量大于300 mL时,随无水乙酸加入量增加,亚磷酸产率降低。因此,萃取亚磷酸粗产品的无水乙酸最佳加入量为300 mL。
2.4 减压蒸馏工艺条件对亚磷酸产率的影响
在减压蒸馏温度为100 ℃、减压蒸馏真空度为0.08 MPa的条件下,蒸馏时间对亚磷酸产率的影响见图6。由图6可见: 随蒸馏时间延长,亚磷酸产率先升高后降低; 蒸馏时间为2 h时,亚磷酸产率最高;蒸馏时间过长,亚磷酸容易发生缓慢氧化,产率降低。
在减压蒸馏温度为100 ℃、蒸馏时间为2 h的条件下,减压蒸馏真空度对亚磷酸产率的影响见图7。由图7可见:随减压蒸馏真空度提高,亚磷酸产率升高;真空度为0.08 MPa时,亚磷酸产率最高;再提高减压蒸馏真空度,亚磷酸溶液沸腾剧烈,分离不彻底,亚磷酸产率下降。最佳减压蒸馏真空度为0.08 MPa。
减压蒸馏亚磷酸的最佳工艺条件:温度为100 ℃,真空度为0.08 MPa,蒸馏时间为2 h;在此最佳条件下得到115.6 g亚磷酸产品,亚磷酸产率为84.6%,产品纯度达到HG/T2520—93《工业亚磷酸标准》中工业级标准。
3 结论
以亚磷酸钙工业废渣为原料制取亚磷酸的最佳工艺条件为:在1 500 mL去离子水中加入亚磷酸钙工业废渣500.0 g、碳酸钠350.0 g、反应温度80 ℃、反应时间8 h,生成亚磷酸钠210.0 g;向该亚磷酸钠溶液中加入163.3 g 硫酸得到亚磷酸粗产品,加入300 mL无水乙酸萃取除去亚磷酸粗产品中的Na2SO4,在减压蒸馏温度为100 ℃、减压蒸馏真空度为0.08 MPa、蒸馏时间为2 h的条件下减压蒸馏亚磷酸,得到115.6 g亚磷酸产品。亚磷酸产率为84.6%,产品纯度达到HG/T2520—93《工业亚磷酸标准》中工业级标准。
摘要：研究了以亚磷酸钙工业废渣为原料制取亚磷酸的工艺条件。实验确定最佳工艺条件为:在1 500mL去离子水中加入亚磷酸钙工业废渣500.0g和碳酸钠350.0g,80℃反应8h,得亚磷酸钠溶液;向亚磷酸钠溶液中加入163.3g硫酸得到亚磷酸粗产品;加入300mL无水乙酸萃取亚磷酸粗产品后,在蒸馏温度100℃、蒸馏真空度0.08M Pa下蒸馏2h,得到115.6g亚磷酸产品,产率为84.6%,产品纯度达到HG/T2520—93《工业亚磷酸标准》中工业级标准。
关键词：亚磷酸钙,亚磷酸钠,亚磷酸,碳酸钙,废渣,综合利用
参考文献
[1]Wisnouska S.Process for preparing phosphorus acid fromin-dustrial waster materials:US,4380531[P].1983-05-24.
[2]王惠平,马一平.从次磷酸钠生产废渣中提取亚磷酸[J].江苏化工,1998,26(4):21-23.
[3]张英喆,钟志鹏,谢藏娥.以次磷酸钠生产废渣为原料回收亚磷酸[J].城市环境与城市生态,2002,15(4):30-32.
[4]黄莉,陈应祥,郭志琴.萃取法从亚磷泥制取亚磷酸氢钙[J].无机盐工业,1997,(6):35-37.
[5]全国化学标准化技术委员会.HG/T3253—2000工业次磷酸钠[S].北京:中国标准出版社,2000.
碱土铝酸盐报告 篇5
一、碱土铝酸盐简介 1.1 碱土铝酸盐概述
碱土铝酸盐是稀土长余辉发光材料，简称稀土长余辉材料，它是一类吸收太阳或人工光源所产生的光后发出可见光，而且在光吸收终止后仍可继续发光的物质，稀土长余辉材料不消耗电能，可以吸收储存自然光，在黑暗中呈现明亮可辨的可见光，具有照明功能，且无毒无害无辐射，是一种储能节能的清洁“低碳”材料。
运用稀土长余辉发光材料研制开发的发光纺织品，以其独特的发光性能备受人们关注，近年来已经广泛运用于纺织服装、休闲娱乐、交通警示、消防应急等各个领域。1.2 碱土铝酸盐的特点
碱土铝酸盐系列发光材料是目前已知的长余辉发光性能最好的蓄光型发光材料。跟传统硫化物系列的长余辉发光材料相比,碱土铝酸盐系列发光材料具有如下优点：(1)发光效率高
碱土铝酸盐发光材料在可见光区具有较高的量子效率。尤其一些灯用发光材料的量子效率达到了90%以上,充分显示出这类荧光体在电光源及可见光显示领域的应用前景。(2)余辉时间长
其它种类发光材料的余辉时间一般不超过3—5h,但碱土铝酸盐发光体系发光材料的发光亮度达到人眼可辨认水平的时间可达到30h以上。(3)化学性质稳定
由于碱土铝酸盐体系具有特殊的组成和结构,使得这类发光粉耐辐射性能好,抗氧化性和紫外线强,材料寿命长,可以长期在空气和一些特殊的环境下使用,同时还具有荧光碎灭浓度高的特点。(4)无放射性危害
由于在硫化物体系中有的要通过添加CO等放射性元素提高其发光强度和余辉时间,因而对人体和环境具有较大危害性,在碱土铝酸盐体系中不需添加这类元素,因此这类长余辉发光材料对人体和环境十分安全。
正是由于碱土铝酸盐系列发光材料有着其它种类发光材料所无法比拟的特点和优点,一直受到人们的重视,使得对其相应产品的开发与应用研究进一步加深和扩大。
表1 几种常见的长余辉发光粉的发光特性
1.3 碱土铝酸盐的分类
2+碱土铝酸盐长余辉材料主要是以铝酸盐为基质,掺入稀土元素铺(Eu)作为激活剂,并添3+3+2+加Dy或Nd作为辅助激活剂"由于掺杂Eu与基质之间进行有效的能量传递,当发光材料受
2+到紫外光或近紫外可见光照射时,基质会将吸收的能量传递给掺入晶格的Eu,使其受到激发而发光。
碱土铝酸盐系稀土长余辉发光材料，主要有两类化合物组成:
2+
1、碱土正铝酸盐，化学通式为MAl2O4:Eu，Re(M=Ca，Sr，Ba；Re为稀土)，Eu为激活
3+3+剂，三价稀土离子主要是Dy和Nd为辅助激活剂。
2+3+
2、碱土多铝酸盐，化学式为Sr4Al14O25:Eu，Dy，激活剂为Eu，辅助激活剂为Dy。
二、碱土铝酸盐发光材料的制备工艺现状 2.1 高温固相法
高温固相反应法是发光材料的一种传统的合成方法。固相反应通常取决于材料的晶体结构及缺陷结构, 而不仅仅是成分的固有反应性。固相反应通常包括以下步骤:(1)固相界面的扩散;(2)原子尺度的化学反应;(3)新相成核;(4)固相的输运及新相的长大。
决定固相反应的两个重要因素是成核和扩散速度。如果产物和反应物之间存在结构相似性,则成核容易进行。扩散与固相内部的缺陷、界面形貌、原子或离子的大小及其扩散系数有关。此外, 某些添加剂的存在可能会影响固相反应的速率。高温固相反应中往往还需要控制一定的反应气氛, 有些反应物在不同的反应气氛中会生成不同的产物, 特别是含有变价离子的反应要想获得预期的某种产物, 就一定要控制好反应气氛。
此法的优点在于: 微晶的晶体质量优良, 表面积缺陷少, 发光亮度大, 余辉时间长, 利于工业化生产。但是固相法燃烧温度高, 产品粒径不均匀,难以获得球形颗粒, 从而使发光体的晶形遭到破坏, 导致发光性能下降, 不利于获得高质量的荧光粉或荧光显示产品。2.2 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶(Sol-Gel)法是20世纪60年代发展起来的一种制备无机材料的新工艺,它是一种具有广阔应用前景的软化学合成方法,正在开始代替传统的高温固相反应来制备无机材料。溶胶-凝胶法起始于1971年德国学者利用501-Gel法成功制备出多组份玻璃以后,现在已广泛应用于陶瓷材料和超细材料的制备中,采用此法制备的发光材料也己经成功地应用于各种发光设备。
溶胶-凝胶法分为两类:原料为无机盐的水溶液Sol-Gel法和原料为金属醇盐溶液的醇盐Sol-Gel法。其基本原理是:无机盐或金属醇盐溶于溶剂(水或有机溶剂)形成均质溶液,溶质与溶剂发生水解或醇解反应,反应产物聚集成1nm左右的粒子并形成溶胶,溶胶经蒸发干燥转变为凝胶,凝胶再经干燥和锻烧,转化为最终产物。以水溶液501-Gel法制备2+3+srA1204:Eu,Dy发光粉为例加以说明:按化学计量比配制浓度适宜的稀土和基质元素的硝酸盐混合溶液,并加入一定量的柠檬酸,调节!控制溶液的pH值,然后将反应容器放在恒温水浴中蒸发,使溶液转变为溶胶再转变为凝胶。在一定温度下对凝胶进行灼烧,得到发光粉。
与高温固相法制备发光粉相比, Sol-Gel法具有以下优点:产品的均匀性好,其均匀程度可达分子或原子等级,激活离子能更均匀的分布在基质晶格中,有利于提高发光材料品质;产品的硬度低,颗粒均匀,甚至可达纳米级;产品纯度高;显著降低发光材料的烧结温度,节约能源。Sol-Gel法具有独特的优点,使它成为一种很有潜力的合成发光材料的方法,但缺点是处理周期长,原料成本高。2.3 沉淀法
溶液沉淀法利用缓冲溶液做为一种沉淀介质,使金属醇盐溶液与之相混合,生成沉淀,然后再洗涤、干燥,在还原气氛下烧结制备发光粉。张中太等人将 Al、Sr、Eu、Dy 可溶性盐配制成一定浓度的溶液, 利用缓冲溶液作为一种沉淀介质, 在一定条件下混合共沉淀, 同
2+3+时加入少量添加剂, 在一定温度和还原气氛下烧结, 获得性能优良的 SrAl2O4: Eu, Dr长余辉荧光粉。2.4 水热法
水热合成是研究无机发光材料中又一种新兴的合成方法。水热合成法是指以水溶液作为反应体系,通过将反应体系加热到(或邻近)临界温度产生高压环境,利用绝大多数反应物在高压下(液态水或气态水作为传递压力的介质)均能溶于水的特性,使反应在液相或气相中进行的一种无机材料制备方法。
3+水热合成具体方法如下:将含有Eu的A1203·xH20凝胶与由SrCO3分解制得的SrO混合成胶状物,加入水,置于高压釜中,在240℃-250℃保温6小时,析出的物质经洗涤后,在N2:H2体
2+积比为9:1的还原气氛下,850℃-1150℃锻烧,可制备含SrA12O4:Eu的一系列磷光材料。所得产物的发射光谱与高温固相法基本一致,量子效率达0.62-0.75,颗粒较细,在0.2-0.3μm之间。2.5 燃烧法
燃烧法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法,其具体过程是:当反应物达到放热反应的点火温度时,以某种方法点燃,随后的反应由放出的热量维持,燃烧产物就是所制备的材料。针对高温固相法制备的发光材料颗粒较粗,经球磨后晶形遭到破坏使发光亮度大幅下
2+3+降的缺点,人们发展了采用燃烧法快速一次合成SrA1204:E,D长余辉材料的技术。主要原理是将反应原料制成相应的硝酸盐,加热使其与作为燃料的尿素(还原剂)发生燃烧。具体过程如下:将SrCO3、A1203、Eu2O3和Dy2O3的硝酸盐溶液按化学计量组成混合,加入适量的尿素和硼酸,溶解后迅速移到预先加热至约600℃(500℃—700℃)的马弗炉中。随着水分的蒸发,作为氧化剂的硝酸盐和作为还原剂的尿素发生激烈反应,逸出大量气体,进而燃烧,燃烧过程仅维持几十秒,燃烧之后得到泡沫状产物。
此外, 合成铝酸盐长余辉材料还有电弧法、微波法、喷雾法、激光加热气相合成法等。
三、碱土铝酸盐市场 3.1原材料市场分析
碱土铝酸盐的主要原材料是稀土和铝酸盐等。①稀土
我国稀土资源丰富，18个省已探明稀土储量，轻稀土主要分布在北方的包头，中重稀土主要分布在南方的赣粤闽桂湘五省区。迄今开发稀土资源的为9个省，全国有120多家稀土开采矿山，100多家稀土生产企业，可生产400多种近千个规格的稀土产品。
稀土元素无论被用作发光（荧光）材料的基质成分，还是被用作激活剂，共激活剂，敏化剂或掺杂剂，所制成的发光材料，一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。30多年来，我国稀土发光及材料科学技术的研发在各级领导和部门关心下从起步和跟踪走向自主发展；稀土荧光体（粉）生产从零开始，已形成一个新的产业。
2010年我国对稀土、钨、锑、高铝黏土、萤石5种矿产实行开采总量控制。其中高铝黏土、萤石是第一次实行开采总量控制管理。
以稀土为例，2010年总量指标确定为8.92万吨，分解到9省。南方5省（区）中，江西为8500吨，广西、广东各为2000吨，福建、湖南均为1500吨，北方内蒙古是我国轻稀土生产中心，开采总量指标为5万吨，其余，四川2.2万吨，山东1500吨，云南200吨。②铝酸盐
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含铝酸根的盐类。铝酸根离子的通式为AlO2或Al(OH)4。碱金属铝酸盐都可溶于水，由于铝酸是弱酸，碱金属铝酸盐的水溶液呈强碱性。铝酸盐可由氢氧化铝与碱溶液作用制得。天然的二价金属无水铝酸盐称尖晶石[M(AlO2)2]。如铍的尖晶石[Be(AlO2)2]称金绿宝石，用作装饰品。钙的铝酸盐是水泥的主要成分。3.2 市场特征分析
1、技术研发起步较晚
国内在碱土铝酸盐方面的研究起步较晚，虽已有大连路明发光科技股份有限公司、重庆上游发光材料有限公司、上海跃龙新材料股份有限公司等企业生产销售，但产品市场未能完全开放，同时价位较高，我国每年仍有部分要从国外进口。
2、前景广阔，下游广泛
由于碱土铝酸盐所具有的这些特性，使它可以用于许多不同的技术和艺术领域，它可以制作在涂料、油墨、塑料、橡胶等领域，绝对安全地应用于各种场合，例如服装、文具、玩具、钟表、开关、标牌、装饰物、工艺品等均可应用，在建筑装饰、运输工具、军事设施、消防应急等领域具有良好的作用，特别适用于安全产品的制造，如警告标志、各种场合的逃生、救生路线的指示系统。
3、上下游关联性强
就整个碱土铝酸盐行业来说，与上游行业的关联性较大，上游行业的主要影响体现在本行业采购成本的变化。从整体上看，上游行业的产能、需求变化对碱土铝酸盐行业自身发展的影响较大，在产品成本构成中具有重要的决定性作用。下游行业对有碱土铝酸盐行业的发展也具有较大的牵引和驱动作用，他们的需求变化直接决定了碱土铝酸盐行业未来的发展状况。
3.3需求分析
（一）产品需求
（二）价格需求
碱土铝酸盐的客户主要集中在建筑装饰、交通运输、军事设施、消防安全、工业及日用品、工艺品等诸多领域。这些客户，对碱土铝酸盐的需求一般是大规模且持续性的。一旦形成长期合作关系，对价格的敏感度也不是很高。但在建立战略关系的谈判过程和合作初期，在价格需求上，大宗购买的利让将是这些行业企业重点考虑的因素之一。
此外，对碱土铝酸盐的客户来说，碱土铝酸盐的价格包括两方面：一是购置成本；二是使用成本。目前，降低成本是建材行业、房地产行业、日用品包装行业企业等重要的战略目标，碱土铝酸盐的购置和使用成本的变化对这些企业的成本和产品质量影响较大，客户对碱土铝酸盐的价格从购置成本和使用成本两方面提出了更高要求。3.4 供给分析
（一）产品供给
（二）价格供给
碱土铝酸盐产品的价格具有以下几个特点：首先，碱土铝酸盐由于生产工艺、原材料渠道和质量等因素的影响，产品价格差异大；其次由于产品质量、种类、品牌等因素的不同，碱土铝酸盐产品的价格不一。
3.5国内碱土铝酸盐生产企业盈利分析
一、2007-2010年碱土铝酸盐产业利润总额分析
二、2007-2010年碱土铝酸盐产业销售毛利率分析
3.6中国市场的发展前景
夺命毒盐——亚硝酸盐 篇6
提到亚硝酸盐，也许大家并不陌生。亚硝酸盐是一种白色不透明结晶的化工产品，为白色至淡黄色粉末或颗粒状，味微咸，易溶于水。外观及滋味都与食盐相似，在工业、建筑业中广为使用。
亚硝酸盐中毒的基本原理是体内缺氧导致的一系列连锁反应，亚硝酸盐中毒引起的缺氧与高原缺氧、呼吸困难缺氧的机理有本质的区别。后两种缺氧是由于氧气量不足引起，前者则由于氧气运输障碍导致。人体通过血红蛋白把氧气由肺运输到全身各处，血红蛋白依靠二价铁（亚铁）来结合氧气，而亚硝酸盐能把二价铁（亚铁）氧化成三价铁（高铁），血红蛋白就失去了运送氧的功能。虽然我们的肺能正常吸入足够的氧气，但是我们的血液却不能把这些氧气运输到需要的部位，导致人体缺氧，从而出现一系列症状。食入0.3～0.5克的亚硝酸盐即可引起中毒，约3克可致死，肉类制品中允许亚硝酸盐作为发色剂限量使用。6个月以内的婴儿对亚硝酸盐特别敏感，临床上婴儿患的“高铁血红蛋白症”即是食用亚硝酸盐或硝酸盐浓度高的食品引起的，症状为缺氧，出现紫绀，甚至死亡，因此欧盟规定亚硝酸盐严禁用于婴儿食品。
亚硝酸盐中毒发病急速，一般潜伏期1～3小时，中毒的主要特点是由于组织缺氧引起的紫绀现象，如口唇、舌尖、指尖青紫，重者眼结膜、面部及全身皮肤青紫。头晕、头疼、乏力、心跳加速嗜睡或烦躁、呼吸困难、恶心、呕吐、腹痛、腹泻，严重者出现烦躁不安、精神萎靡、反应迟钝、意识丧失、惊厥、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。
了解完亚硝酸盐的基本特性和毒理之后，我们再回过头分析开头四川绵阳火锅中毒的案例。
第一种可能是直接添加，又分两种情况：有人投毒，直接向饭菜中加入了亚硝酸盐，这属于刑事案件，我们这儿不做讨论；四川人喜欢吃腌制的泡菜，一些不良商贩为了节省成本用工业盐来腌制或者冒充食用盐作为调味料的成分使用。工业盐（又称私盐）因其由化工原料加工制成，因此含有大量的亚硝酸盐，极易引发食物中毒。
除了泡菜，一些非法的肉制品加工作坊也大量超标使用亚酸盐，因为高浓度的亚硝酸盐不仅可改善肉制品的感观色泽，还可缩短肉制品的加工时间。不法经营者以病死猪肉先经过双氧水浸泡漂白，然后再添加大量的亚硝酸盐，最后经过加工而达到正常肉制品的色泽效果；还有添加大量亚硝酸盐的腊肉只要经过一夜熏烤就可以达到正常熏烤十几天的色泽和硬度，而且“格外光鲜”。
针对直接添加，只能用道德和法律来约束，我们普通消费者是防不胜防。为了我们身体健康我们最好少食用腌制食品，因为不仅非法腌制的食品含有亚硝酸盐，正常工序生产出的腌制食品同样含有。亚硝酸盐不仅能导致严重的急性中毒，同时还是一种致癌物质。据研究，食道癌与患者摄入的亚硝酸盐量呈正相关性。亚硝酸盐的致瘤机理是:在胃酸等环境下亚硝酸盐与食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反应生成强致癌物N一亚硝胺。亚硝胺还能够透过胎盘进入胎儿体内，对胎儿有致畸作用。
如果我们实在想吃腌制食品，那么最好这样食用：勿食大量刚腌的菜，腌菜时盐应多放，至少腌至15天以上再食用；但现腌的菜，最好马上就吃，不能存放过久，腌菜时选用新鲜菜。
第二种情况食用了变质的食材。《重庆晚报》曾专门做过一个隔夜菜亚硝酸盐的含量的测试，结果惊人。实验人员请杭州一家知名中高档连锁餐厅的厨师烧了4个菜：炒青菜、韭菜炒蛋、红烧肉和红烧鲫鱼。为了让大家对剩菜中亚硝酸盐含量变化有个更客观的了解，实验人员特地将4个菜分成了4份，分别装入一次性降解餐盒，包上保鲜膜后，分别贴上半小时、6小时、18小时、24小时的标签。然后，将这些样本都放进实验室冰箱，在4℃下冷藏，这个温度也是普通家用冰箱设置的温度。
出锅后半小时，炒青菜、韭菜炒蛋、红烧肉这三个菜的检测结果是，亚硝酸盐含量都没有超过我国《食品中污染物限量标准》的最高限值，即蔬菜类4mg/kg、肉类3mg/kg。但红烧肉中亚硝酸盐含量比韭菜炒蛋和炒青菜要高。对此实验人员说，肉类菜肴一般比蔬菜类加入更多的调味料，调味料中本身就含有硝酸盐，这些硝酸盐被微生物转化为亚硝酸盐，就导致了红烧肉中亚硝酸盐含量较高。
6小时，差不多是中饭到晚饭的时间间隔。许多老年人或者双职工家庭在休息天、中午烧的菜，晚上再吃很普遍。实验人员对这些菜肴的亚硝酸盐含量进行了测定，结果发现，6小时后剩菜中亚硝酸盐含量都有所增加，炒青菜增加了16%，韭菜炒蛋增加了6%，红烧肉增加了70%。其中，红烧肉中亚硝酸盐含量达4.2558mg/kg，已超过了国家《食品中污染物限量标准》中“肉类3mg/kg”的限量标准。
18小时后，实验人员又从冰箱中拿出贴有“18小时”标签的4个菜，用微波炉加热后作检测。检测结果发现，炒青菜中亚硝酸盐含量增幅非常大，比6小时增加了443%，红烧鲫鱼增加54%，韭菜炒蛋增加47%，红烧肉中亚硝酸盐含量变化不大。从这实验看出，隔夜菜放到第二天中午，炒青菜、红烧肉、红烧鲫鱼亚硝酸盐含量都超过了国家标准。
距离4个菜烧好的时间差不多过去24小时后，实验人员从冰箱中拿出最后一批贴有“24小时”标签的4个菜肴。检测结果发现，跟18小时相比，4个菜肴亚硝酸盐含量继续大幅增加，且全部超过了《食品中污染物限量标准》的限量标准，其中炒青菜超标34%，韭菜炒蛋超标41%，红烧肉超标84%，红烧鲫鱼超标141%。出锅后24小时，荤菜亚硝酸盐含量超标厉害，是因为红烧的菜肴，所用的调料中本身就含有硝酸盐，而且荤菜蛋白质含量高，24小时后，微生物分解了大量蛋白质化合物，促使硝酸盐转化为亚硝酸盐。因此剩菜放的时间越长，微生物的活动越厉害，亚硝酸盐含量也就越高。而且不同的菜，亚硝酸盐含量也是不同的。
预防这种原因引起的亚硝酸盐中毒最好的方法是不食用存放时间过长或者变质的食材，这就要求我们在外就餐要时刻擦亮双眼。
一旦在外就餐后，同时出现多人呕吐、头晕、口唇发紫的症状应立刻就医。亚硝酸盐中毒需要一种特效药——亚甲蓝解毒，只有中和了体内的亚硝酸盐之后才算真正脱离危险。同时千万不能忘记报告当地卫生部门，这样既可以保障我们个人权益，也可以使其他人免受其害。
硅酸盐与铝酸盐水泥的对比分析 篇7
水泥是加水能搅拌和成塑性浆体, 可胶结砂石等材料, 并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料, 是基建工程的主要原材料之一, 具有原材料广泛、防火、适应性强和应用方便等优点, 广泛应用于工农业、国防、交通、城市建设等工程, 在代钢代木等方面具有技术经济上的优越性, 对保证国家建设和提高人民生活水平具有重要意义。水泥种类繁多, 根据国家标准的命名原则, 按其主要水硬性矿物名称可分为硅酸盐系、铝酸盐系、硫铝酸盐系等系列品种, 也可按其用途和性能分为通用水泥、专用水泥以及特性水泥三大类, 不同的水泥具有其特有的用途。本文着重强调硅酸盐和铝酸盐水泥从成分上到能力上的不同之处, 从细节上进行逐一对比来达到对强化二者性能记忆的目的, 对于分别选用和其他材料的应用选择具有良好的促进意义, 并期望对于建筑事业来说, 能为各方人员所了解。
2 硅酸盐水泥与铝酸盐水泥对比研究
此二种水泥是当前建筑应用范围最广的两种, 能够得到各级建筑师的青睐。而除此之外还有几百种的水泥在应用的过程中。而这两种水泥在合成和干固的过程也是有着不同点的, 不能随意将其混合利用, 在适用范围方面, 还是有一定明确的区分的。
2.1 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥分为二类:不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥, 代号为P·Ⅰ;在熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥, 代号为P·Ⅱ。
当水泥加水拌和后, 在水泥颗粒表面立即发生水化反应, 水化产物溶于水中, 接着, 水泥颗粒又重新暴露出新的表面, 继续与水反应, 如此不断, 使水泥颗粒周围的溶液很快成为水化产物的饱和溶液, 在溶液达到饱和后, 水泥继续水化生成的产物就不能再溶解, 就有许多细小分散状态的颗粒析出, 形成凝胶体, 。随着水化的继续进行, 新生胶粒不断增加, 凝胶体逐渐变浓, 水泥浆逐渐凝结, 凝胶体中的氢氧化钙将逐渐转变为结晶。结晶贯穿于凝胶体中, 形成具有一定强度的水泥石, 。随着硬化时间的延续, 水泥颗粒内部未能水化部分将继续水化, 使晶体逐渐增多, 凝胶体逐渐密实, 水泥石就具有越来越高的胶结力和强度。另外, 当水泥在空气中凝结硬化时, 其表面水化形成的氢氧化钙会与空气中的二氧化碳作用, 生成碳酸钙薄层。
将上述文字总结起来说就是, 硅酸盐水泥的反应由表及里, 先快后慢的过程, 一开始由于接触面积较大, 反应的速度和程度都较强, 但是, 反应双方中和为一层阻塞膜, 使得进一步反应的速度越来越慢, 举例说明, 反应最快的时间段在前一个星期, 而持续反应在一个月内大致成形, 伺候的工作将越来越困难, 经过论证计算, 水化过程在几年甚至几十年以后才能最终形成。
水泥产品中, 硅酸盐者的强度是相对很高的一种, 建筑中也体现在针对强硬度的使用上, 第二个特点是能够耐受低温, 这与铝酸盐恰好相反, 后者对高温的耐受性好, 而低温不过关, 第三个特点是水分挥发后的干固程度很好, 产生裂纹的几率小, 所以对湿度的要求也相对低。
虽然它的优点较明显, 但是也有缺陷的存在, 首先, 干硬后会产生大量氢氧化钙, 放水等级低, 遇见化学成分和二氧化碳环境时强度会被消减, 所以在有水的环境下都不适于操作, 其次, 水化过程中内部温度急剧升高并向外扩散, 如果大面积施工则隐患众多, 第三, 温度的承受喜低不喜高, 严酷的低温可以生存, 但是高温反而强度会下降。以上这些缺点能够被铝酸盐水泥很好的弥补。后者的优点正体现在对前者的弥补过程中。
2.2 铝酸盐水泥
铝酸盐水泥是以矾土或含铝废渣为主要原料、烧制成以铝酸盐矿物或铝酸盐复合矿物为基本组成的水泥, 代号为CA, 主要矿物组成为铝酸一钙 (Ca O·Al2O3) 和二铝酸一钙 (Ca O·2Al2O3) , 主要化学成分为Ca O、SiO2、Al2O3、Fe2O3和少量的Mg O、TiO2等。
铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数可以分为四类:CA-50、CA-60、CA-70和CA-80。
铝酸盐水泥的水化作用主要是铝酸一钙的水化过程, 其水化反应随温度而不同:当温度<20℃时, 其主要水化产物为Ca O·Al2O3·10H2O;当温度在20℃-30℃时, 主要水化产物为2Ca O·Al2O3·8H2O;当温度>30℃时, 主要水化产物为3CaO·Al2O3·6H2O。CA2的水化与CA基本相同, 但水化速率较慢。另外, C12A7的水化反应很快, 也生成C2AH8, C2AS与水作用则极为微弱, 可视为惰性矿物, 少量的C2S则生成水化硅酸钙凝胶。
水化物CAH10或C2AH8为针状或片状晶体, 互相结成坚固的结晶连生体, 形成晶体骨架。同时所生成的氢氧化铝凝胶填塞于骨架空间, 结构致密, 使水泥初期强度能得到迅速增长, 而以后强度增长不显著。CAH10和C2AH8随着时间延长逐渐转化为较稳定的C3AH6, 此过程随着环境温度的上升而加速, 其结果游离水从水泥石内析出, 孔隙增大, 同时C3AH6本身强度较低, 晶体间结合差, 因而使水泥石的强度大为下降, 引起长期强度下降, 特别在湿热环境中, 强度降低显著 (后期强度可比最高强度值降低40%以上) 。
水化的原理性质不同, 因此铝酸盐水泥反应的过程显示出了独特的个性, 直接影响到了使用能力:第一, 水化过程可以在很短的时间内放出大量的热能, 通常的放热量在1天之内就能达到7成以上。第二, 对于上限温度的承受, 能够在1000℃左右的环境下工作。第三, 耐腐等级较高, 能够抗击非内部水和酸性物质的侵蚀, 能够达到很高的耐受性。第四, 不产生氢氧化钙。第五, 强度上升快, 在最早的时间内完成大部分强化工作。3天的强度相当于硅酸盐水泥一个月的强度。但是所有强化工作结束要耗费漫长时间, 适用于工期短, 速度要求高的工程和迅速补修工程。
结语
硅酸盐水泥和铝酸盐水泥作为应用最为普遍的水泥品种, 其重要性不言而喻。但这两种材料的内涵成分和使用特性并不相同, 也不可能相互代替使用。其区别具体说来如下:前者适用于低温情况较多的环境, 其机理主要体现于硬度高, 面对收缩时产生裂纹的几率小, 抗低温, 甚至在上冻的温度下也能进行操作, 以高强度著称, 因此在高强度砼工程中十分多见。后者降温程度好, 在温度上的特点是能够耐受较高温度, 对于酸性物质的忍受度好, 完工时的状态是最好的, 面对对速度要求较高而温度较高的环境往往使用后者。所以从地理条件来说, 前者在北方应用的范围广, 而后者在南方条件下更容易使用, 但是具体使用的时候还要考虑具体原因。这对于材料的针对选择有较强意义
摘要：硅酸盐水泥和铝酸盐水泥是建筑材料中应用较广而区别意义较大的两种物质, 能够广泛应用在各种建筑内涵之中, 本文将二者的主要区别进行阐述, 从化学方程式和性质、用途等各个方面进行比较分析得到各自不同的特点, 得出适用性和适用范围的结论, 对二种材料的推广使用做出贡献。
关键词：硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,组成,性能,水化机理,应用
参考文献
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[3]袁润章.胶凝材料学 (第二版) [M].武汉:武汉理工大学出版社, 1996.
亚磷酸盐 篇8
1 材料与方法
1.1 主要仪器设备
723N型分光光度计(上海第三分析仪器厂),TU-1810紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),PHSJ-4A实验室p H计(上海精密科学仪器厂),Milli-Q Advantage A10纯水仪(美国密理博公司),康氏振荡器(常州国华电器)。
1.2 试剂
亚硝酸盐标准使用溶液(1.0 mg/L),硝酸盐标准使用液(10.0 mg/L),磺胺(10 g/L),盐酸萘乙二胺(1.0 g/L),氯化镉(20.0 g/L),人工海水,锌卷纯度99.99%,配制方法根据《海洋监测规范(GB17378.4-2007)》[1]。
磺胺与盐酸萘乙二胺混合液:磺胺(10 g/L)∶盐酸萘乙二胺=40∶1(盐酸浓度为50%)。
1.3 测定方法
亚硝酸盐测定采用重氮-偶氮比色法,硝酸盐测定采用锌镉还原重氮-偶氮比色法[2,3]。
1.3.1 工作曲线的绘制
亚硝酸盐工作曲线的绘制:取5个50 m L具塞比色管,分别加入0,0.5,1.0,2.0,3.0 m L亚硝酸盐标准使用液,人工海水定容,浓度分别为0,0.01,0.02,0.04,0.06 mg/L。分别加入2 m L磺胺与盐酸萘乙二胺混合液,混匀,显色10 min。波长543 nm,以超纯水做参比,1 m L比色皿测定各溶液吸光值,绘制工作曲线。
硝酸盐工作曲线的绘制:取5个50 m L具塞比色管,分别加入0,0.5,1.0,1.5,2.0 m L硝酸盐标准使用液,人工海水定容,浓度分别为0,0.10,0.20,0.30,0.40 mg/L。分别加入锌卷在康氏振荡器上振荡10 min,取出锌卷后加入2 m L磺胺与盐酸萘乙二胺混合液,混匀,显色10 min。波长543 nm,以超纯水做参比,1 m L比色皿测定各溶液吸光值,绘制工作曲线。
1.3.2 水样测定
取超纯水50 m L于具塞比色管中为对照组。将海水水样经0.45μm滤膜过滤于50 m L具塞比色管中,同时设3个平行。按标准曲线中测试步骤分别测定对照组吸光值为Ab,检测水样吸光值为AW。
1.3.3 计算
海水中亚硝酸盐含量:
式中:Aw-亚硝酸盐海水样品吸收光值平均值;Ab-亚硝酸盐试剂空白吸光值;a-亚硝酸盐标准曲线截距;b-亚硝酸盐标准曲线斜率。
海水中硝酸盐含量:
式中:Aw-硝酸盐海水样品吸收光值平均值;Ab-硝酸盐试剂空白吸光值;a-硝酸盐标准曲线截距;b-硝酸盐标准曲线斜率。
1.4 优化条件的选择
1.4.1 混合试剂的酸性条件选择
重氮-偶氮反应必须在酸性条件下才能显色。为了寻找反应合适的酸性条件,配置了0%,1%,2%,5%,10%,20%,50%,100%浓度的盐酸溶液,再用盐酸溶液按国标法配制磺胺溶液10 g/L,在室温15℃测定0.100mg/L亚硝酸盐溶液的吸光值,以寻找合适的酸性条件。
1.4.2 磺胺和盐酸萘乙二胺的混合比(R)的选择
配制磺胺和盐酸萘乙二胺混合液,混合比为1∶1,2∶1,3∶1,4∶1,5∶1,6∶1,8∶1,10∶1,12∶1,16∶1,20∶1,40∶1。
在室温12℃条件下,测定0.100 mg/L亚硝酸盐溶液的吸光值,寻找不同混合比(R)和吸光值的关系。
1.4.3 显色时间和温度的选择
采用空调调节室温,在样品与室温平衡后,分别以15℃和25℃连续测定0.100 mg/L亚硝酸盐溶液的吸光值20 min。分析不同温度下吸光值与显色时间的关系,以找出合适的显色时间。
1.4.4 混合试剂的稳定性
将磺胺和盐酸萘乙二胺配制成混合液,4℃冷藏箱保存。每隔3 d取保存试剂测定0.100 mg/L亚硝酸溶液的吸光值,根据吸光值随时间的变化来了解试剂的稳定性。
1.4.5 标准曲线比较
为验证本方法在亚硝酸盐和硝酸盐检测上与国标方法具有相同能力,实验在改进亚硝酸盐和硝酸盐检测方法的同时,同步进行了国标检测方法和改进方法的标准曲线比较,并对2种方法的摩尔消光系数,线性关系和检测浓度范围进行了比较。
2 结果
2.1 混合试剂酸性条件
从表1中可以得出,当磺胺溶液配制时盐酸浓度大于10%时吸光值稳定,又因为磺胺的溶解度随酸性条件增加而增大,为获得更高的混合比例(R)所以磺胺和盐酸萘乙二胺混合液选择了50%的盐酸溶液。
2.2 磺胺和盐酸萘乙二胺混合比(R)
由表2得到,在混合比(R)相同,磺胺和盐酸萘乙二胺用量不同的条件下吸光值无明显差别,改进方法的摩尔消光系数与混合比有关,与磺胺和盐酸萘乙二胺用量无关。一定酸度条件下,样品吸光值随混合比(R)的增大而增大,增大了改进方法的摩尔消光系数,提高了方法的灵敏度(图1)。因为磺胺浓度在20.0 g/L时接近饱和状态,需要大量时间溶解,所以改进方法混合液选择磺胺浓度为10.0 g/L,盐酸萘乙二胺浓度选择0.25 g/L,混合液加入量为2 m L,此条件可以测定N-14浓度小于0.54 mg/L的样品。
2.3 不同温度和显色时间的吸光度
实验结果表明(表3),在室温15~25℃条件下,改进方法在10 min以上吸光值基本稳定,测定结果平行性无显著变化。根据化学反应热力学原理[4],在更高温度时反应时间更短吸光值稳定更快,因此选择显色为10 min,较国标法规定的15 min节省了5 min。加上国标法磺胺单独加入的5 min反应时间,改进方法较国标法共节省时间10 min。
2.4 混合试剂稳定性
由图2可以看出样品吸光值稳定无明显变化,所以混合液在4℃条件下保存,可以稳定使用1个月。
2.5 标准曲线比较
从图3,4分析得到,改进方法的亚硝酸盐摩尔分子消光系数约31 000,比国标方法低7%,硝酸盐摩尔分子消光系数约32 000,比国标方法低5%,完全满足分光光度实验要求。改进方法得到的标准曲线斜率比国标方法略低的原因可能是在混合试剂中,NO2-与磺胺的重氮化反应没有国标法完全,因而导致了吸光值的降低。
国标法亚硝酸盐标准曲线监测浓度为0.000~0.050 mg/L,硝酸盐标准曲线监测浓度为0.000~0.400 mg/L。改进方法可以测定N-14浓度小于0.54 mg/L的亚硝酸盐和硝酸盐样品,满足国标曲线检测范围,并且在曲线浓度范围内吸光值线性关系良好,满足样品定量分析检测需要。
3 结论
通过一系列的实验筛选出了最优化的实验条件,磺胺和盐酸萘乙二胺混合液用50%的盐酸溶液配制,磺胺(10 g/L)∶盐酸萘乙二胺=40∶1,混合液加入量为2 m L,在室温大于15℃时显色时间为10 min。
改进方法摩尔消光系数大于30 000,完全满足分光光度实验要求。在0.00~0.40 mg/L浓度范围内吸光值线性关系良好,可以测定N-14浓度小于0.54 mg/L的样品。改进方法比国标法减少了一步操作,共节省时间10 min。从分析样品中加入试剂开始到比色完成,亚硝酸盐检测时间为22 min提高工作效率45.4%以上,硝酸盐检测时间37 min提高工作效率27.0%以上。复杂的工作流程得到精简一步操作,显著提高了工作效率。
参考文献
[1]祝陈坚.海水分析化学实验[M].青岛:中国海洋大学出版社,2006
[2]国家海洋局.海洋监测规范第4部分(海水分析GB17378.4-2007)[M].北京:中国标准出版社,2008
[3]国家海洋局.海洋调查规范:第4部分(海水化学要素调查GB12763.4-2007)[M].北京:中国标准出版社,2008
亚磷酸盐 篇9
实验
仪器与试剂
离子色谱系统
ICS-2000离子色谱仪 (Thermo) , 离子色谱系统配有EGC淋洗液自动发生器和Chromeleon6.8色谱工作站;
色谱柱:Ion Pac AS19, 7.5μm, 250×2m m (P/N:062886) ;Ion Pac A G 1 9, 1 1μm, 2 5 0×2 m m (P/N:062888) ;
柱温:30℃;
检测器:抑制型电导检测器;
抑制器:ASRS 300 2mm阴离子, 外接水模式, 16m A电流。
质谱检测器
API-3200三重四极杆串联质谱系统 (MS/MS) (美国ABI公司) , 配有电喷雾离子化源 (ESI) 和Analyst1.4.1工作软件。
试剂
氯酸钠、亚氯酸钠均为分析纯;
所用溶液均用电阻率为18.2MΩcm的超纯水配制。
分析条件
色谱条件
EGC淋洗液自动发生器在线自动产生KOH淋洗液, 采用淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液, 浓度梯度洗脱, 浓度梯度程序:0~10min, 25mmol/L;10.1~20min, 60mmol/L;20.1min, 25mmol/L, 平衡4min;
流速:0.25m L/min;
进样量:200μL;
质谱条件
API-3200串联质谱联用仪;
负离子模式;源温度700℃;
离子源GS1:0.21MPa;离子源GS2:0.14MPa;气帘气压0.14MPa;碰撞气压0.034MPa;
离子喷雾电压-4 5 0 0 V;入口电压-10V;多反应监测 (MRM) 模式。
样品制备
样品前处理方法:不同品牌鲜牛奶购自本地超市, 取4m L牛奶于50m L小瓶中, 加入5m L乙腈沉淀蛋白, 涡旋振摇2min后, 将混合液转移至离心管中, 以6000r/min转速离心20min, 取上清液用去离子水稀释10倍过0.22μm的尼龙滤膜, 最后将清液过On Guard II RP前处理小柱 (美国Dionex公司) 后直接进样分析。样品加标处理方法相同。Dionex On Guard II RP柱填料是具有大孔结构的聚二乙烯基苯反相聚合物, 可以除去样品基体中的芳香染料、表面活性剂和一些大分子有机物, 以此来保护分析柱。
结果和讨论
实验条件的选择与优化
Ion Pac AS19分析柱的柱容量大、亲水性强, 背景低。本文以Ion Pac AS19为分析柱, EGC在线产生KOH为淋洗液, 串联质谱为检测器, 采用多反应监测模式 (MRM) 检测。MRM具有极高的选择性。采用KOH作为淋洗液, 淋洗液经抑制器16m A电抑制后进入质谱检测器, 从而消除无机酸和碱对质谱检测器的影响。质谱分析条件优化:首先针泵连续直接进样, 亚氯酸和氯酸Q1全扫描, 分别确定了亚氯酸根 (m/z 66.9) 和氯酸根 (m/z 83.8) 的母离子;进而对母离子进行二级质谱碎片离子扫描, 选择信号响应较高的确定为各母离子的子离子, 各得到两对离子对。然后分别优化Gas1、离子喷雾电压IS、气帘气Curtain Gas、解簇电压DP等参数, 选择最优参数使得信号稳定、灵敏度达到最佳。经过条件优化, 亚氯酸盐和氯酸盐能达到很好的分离和检测。
标准曲线与检出限
在选定的最佳条件下, 考察了该方法的检出限、精密度和线性范围。分别以66.9/51.0和83.8/67.0为亚氯酸盐和氯酸盐的定量离子对, 对峰面积进行定量, 两种离子的线性范围及检出限等参数列于表1。
实际样品分析
本文实际测定了3种品牌的牛奶样品。样品经前处理后进样分析, 并做加标回收实验。实际测定的3种牛奶样品中都没有检出亚氯酸盐, 而氯酸盐均检出, 但其含量均小于国家标准中对于饮用水中氯酸盐含量的要求 (见图1) 。
其分析结果及其加标回收结果列于表2。所测亚氯酸盐和氯酸盐的回收率分别在80%~110%和83%~91%之间。
亚磷酸盐 篇10
西北高寒干旱区(如新疆)混凝土受硫酸盐侵蚀问题较为严重。提高混凝土抗硫酸侵蚀性能通常有两种措施:一是使用抗硫酸盐水泥;二是内掺超细矿物掺合料配制高性能混凝土。然而,抗硫水泥抗侵蚀能力有限;大掺量掺合料虽可以显著提高混凝土的抗侵蚀能力,但混凝土早期强度普遍偏低[1]。而硫铝酸盐水泥具有快硬、早强、耐久性好等特点[2],在新疆有广阔的应用前景[3]。本文主要探究水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等因素对硫铝酸盐水泥混凝土抗侵蚀性能的影响,并结合微观观测,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀特点与机理。同时,通过高抗硫水泥和普通水泥的对比侵蚀实验,用来评定硫铝酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀能力,以期为有快硬、早强和较高抗硫酸盐侵蚀性能要求的混凝土结构设计提供硫铝酸盐水泥应用的参考依据。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
水泥:唐山产42.5级快硬硫铝酸盐水泥;乌鲁木齐产P·O 42.5级水泥;乌鲁木齐产42.5级高抗硫酸盐水泥,水泥的各项物理性能指标见表1,化学性能指标见表2。
砂:ISO标准砂。
减水剂:标准型FDN高效减水剂。
缓凝剂:分析纯硼酸。
水:自来水。
1.2 试验方法
试验参考GB 2420—1981《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》和GB/T 749—2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》,制作了水灰比分别为0.3、0.4、0.5的硫铝酸盐水泥胶砂试件(简称SAC试件),其配合比见表3,尺寸均为10mm×10mm×60mm。试件8 h拆模后经3d标准养护,分别浸泡在淡水、硫酸根离子浓度分别为2500mg/L、8000mg/L、20250mg/L的硫酸钠溶液中,进行侵蚀试验;另为模拟一些实际工程的基础混凝土浇筑完成不久就遭受硫酸盐侵蚀的工况,选取8h拆模后不养护、水灰比为0.4的硫铝酸盐水泥胶砂试件,与拆模后经3d标准养护的水灰比为0.4的高抗硫水泥胶砂试件(简称HSR试件)和普通硅酸盐水泥胶砂试件(简称P·O试件)进行硫酸盐侵蚀试验对比(配比见表3);另对侵蚀不同龄期的SAC试件进行宏观观测和微观SEM、EDS观测分析。各水泥试件浸泡28d、60d、120d、180d后进行抗折强度试验,并计算抗蚀系数K蚀(当K蚀≤0.8时认为试件抗蚀不合格,即试件遭受侵蚀破坏):
注:“/”表示没有测量数据。
%
注:“/”表示没有测量数据。
注:(1)掺加一定量硼酸缓凝剂对SAC水泥调凝;(2)“/”表示没有添加相应的外加剂。
式中,K蚀—抗蚀系数;
R液—试件浸泡在侵蚀溶液中,一定龄期时的抗折强度,MPa;
R水—试件浸泡在淡水中,一定龄期时的抗折强度,MPa。
2 试验结果与分析
2.1 宏观观测与分析
2.1.1 标准养护3d的SAC试件抗侵蚀能力
将测得的A、B、C组试件在各浓度溶液中经不同浸泡时间后的抗折强度和抗蚀系数列于表4。
由表4可知,在淡水中,A1、B1、C1组试件的抗折强度随水灰比降低而增大;1d、3d强度发展快,后期强度发展缓慢。以3d强度为基准,水灰比为0.5、0.4、0.3的混凝土1d抗折强度达到89.9%、94.8%、84.8%;以28d强度为基准,水灰比为0.5、0.4、0.3的混凝土1d抗折强度达到73.0%、75.1%、67.2%,3d抗折强度达到81.2%、79.2%、79.3%,这体现了硫铝酸盐水泥具有早强、高强的特点。
在侵蚀溶液中,试件的水灰比越小,抗折强度越高;侵蚀溶液浓度越高,抗折强度越高。只是大水灰比试件在较高浓度溶液中的强度增长率大,小水灰比试件在高浓度溶液中的强度增长率小。SAC试件的抗蚀系数K蚀均大于1.0,且同一配比试件的抗蚀系数K蚀随侵蚀溶液浓度的增大而增大。说明SO42-起到了激发剂的作用,促进了硫铝酸盐水泥混凝土强度的良好发展,表现了硫铝酸盐水泥优良的抗硫酸盐侵蚀能力。
2.1.2 不养护SAC试件的抗侵蚀能力
选取水灰比为0.4的SAC试件,8h拆模后不养护,即刻进行侵蚀试验。实测其8h拆模时抗折强度为1.86MPa,达到3d强度的20.3%,说明试件早期强度高,强度发展快。测得其在各浓度硫酸盐溶液中K蚀随时间的变化关系,见图1。由图1可知,浸泡在淡水和各浓度侵蚀溶液中的试件抗折强度随着浸泡龄期延长而持续增长,与表4中标准养护3d、水灰比为0.4的SAC试件在各溶液中的强度基本相同。将不养护SAC试件与标准养护3d的SAC试件在各浓度溶液中的抗蚀系数进行对比,结果见图2~图4。由图可知,不养护试件在各浓度溶液中的K蚀均大于1.0,说明硫铝酸盐水泥混凝土即使拆模后即刻遭遇硫酸盐侵蚀,仍具有较高的抗硫酸盐侵蚀能力;在硫酸盐溶液浓度8000 mg/L以下,不养护SAC试件的K蚀与3d标准养护的SAC试件基本持平,而在侵蚀浓度20250 mg/L中不养护SAC试件的K蚀均小于3d标准养护的SAC试件,说明养护龄期越长,硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀极限能力越高。
注:“/”表示没有测量数值。
2.1.3 SAC试件与P·O试件、HSR试件的抗侵蚀能力对比
短龄期养护条件下水灰比0.4的三种水泥胶砂试件在不同浓度硫酸盐溶液中的抗蚀系数K蚀随浸泡时间的变化关系见图5~图7。从图中K蚀变化趋势可知,在各浓度溶液中SAC试件的抗蚀系数始终高于HSR试件,HSR试件的抗蚀系数始终高于P·O试件。在浓度为2500mg/L、8000mg/L、20250mg/L的硫酸盐溶液中,P·O试件分别在6个月、4个月、3个月时K蚀<0.8,认为已遭受侵蚀破坏;HSR试件侵蚀时间6个月时,在浓度为8000mg/L、20250mg/L的硫酸盐溶液中,K蚀<0.8,即遭受侵蚀破坏,而在2500mg/L硫酸盐溶液中K蚀=0.85,且K蚀随时间呈明显下降的趋势,随着侵蚀时间的延长,仍面临侵蚀破坏的可能性;SAC试件在各浓度侵蚀溶液中K蚀均大于1.0。以上结果表明,普通水泥混凝土不宜用在具有硫酸盐侵蚀的环境中。高抗硫水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力虽然高于普通水泥混凝土,但其在高浓度侵蚀溶液下的抗硫酸盐侵蚀能力仍然有限,使用时需采取一定措施提高其抗侵蚀能力,并通过试验论证其抗侵蚀可靠性。而硫铝酸盐水泥具有明显高于抗硫水泥的抗硫酸盐侵蚀能力,可以用来解决具有较高浓度硫酸盐侵蚀环境中的混凝土抗侵蚀问题。
2.2 微观观测与分析
2.2.1 扫描电镜(SEM)微观观测
试验观测到SAC试件表面完整,并无任何侵蚀破坏现象。通过扫描电镜(SEM)进一步观测SAC试件的微观特征,主要观测水泥石、孔隙、砂石界面、试件表层等部位,探求硫铝酸盐水泥显著抗硫酸盐侵蚀的内因,结果见图8~图13。
通过观测孔隙结构,发现SAC试件的孔隙极大孔径普遍小于150μm,且孔隙数量极少,如图8所示,水灰比0.4的淡水试件1个月龄期时,极大孔径仅54.57μm。水灰比0.5的试件,极大孔径为149.2μm;水灰比0.3的试件,极大孔径仅68.5μm,说明水泥石本体密实度较高。随着养护龄期的延长,水泥石的开口孔隙被越来越多的水化产物所填充,如图9所示,淡水养护到6个月、水灰比0.4的SAC试件孔隙中充填着大量针状AFt和片状Al2O3·3H2O凝胶交织水化产物;而在侵蚀溶液中,试件的孔隙也有大量充填物,如图11所示,试件左侧孔隙中充满了针状AFt和片状Al2O3·3H2O凝胶交织水化产物,属于正常的水化产物,右侧图片的孔隙充填了大量的团簇状AFt,属于侵蚀产物,但尚未充满孔隙。这都进一步提高了试件的密实度,宏观现象表现为试件的强度随水灰比降低、养护龄期延长、侵蚀溶液浓度增大而增高。此外,由于水泥的主要成分为CAS軈,遇水快速水化生成Al2O3·3H2O凝胶和AFt,两者相互交织构成早期水泥石的致密骨架,如图10所示,这种水化特点使得水泥石本体具有微膨胀性[4]。当膨胀受到砂石骨料限制时会将砂石界面挤压的非常密实,如图13所示,从而显著改善了砂石界面结构,进一步提高了硫铝酸盐水泥混凝土的密实度和强度,也使得侵蚀难以发生在砂石界面。普通水泥和高抗硫水泥遭受高浓度硫酸盐侵蚀时往往表现为由表及里的逐层侵蚀剥落的石膏型破坏[4],但由图12发现,SAC试件表层未发现侵蚀产物。总之,硫铝酸盐水泥石孔特征和砂石界面得到显著改善,从而降低了其受硫酸盐侵蚀的可能性。
2.2.2 能谱(EDS)观测
为了更好地揭示硫铝酸盐水泥的抗硫酸侵蚀特点,将电镜照片中难以从形貌形态识别的水化、侵蚀产物借助能谱(EDS)进一步分析,如图14~图17所示。由图14可知,淡水试件中孔隙中的AFt为针状,主要元素为Ca、S、Al,孔隙边缘和内部均生长大量的片状Al2O3·3H2O凝胶,其主要元素为Al、O,但两者交织在一起填充着孔隙。由图15可知,侵蚀溶液中的试件水泥石孔隙中存在大量的团簇状AFt,主要元素为Ca、S、Al,并未在孔隙中发现Al2O3·3H2O凝胶。说明硫酸盐与水化产物Al2O3·3H2O凝胶发生了化学反应,从而影响了AFt的形态和数量。图16为水泥石中本体中的针状AFt与Al2O3·3H2O凝胶和C-S-H凝胶能交织一起,形成了微膨胀的水泥石。而图17中,砂石界面处所测的水泥石本体主要元素为Ca、S、Al、Si,是以AFt为主的Al2O3·3H2O凝胶和C-S-H凝胶结合物,这也是导致砂石界面高密实度的原因。通过能谱分析,孔隙中团簇状的AFt属于侵蚀产物,这种AFt在侵蚀溶液中随侵蚀时间延长可能会持续生长。
3 硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀机理
硫铝酸盐水泥混凝土体现出很强的抗硫酸盐侵蚀能力,主要是其具有良好的内因条件,即物理方面的高密实度和化学侵蚀内因的减少。硫铝酸盐水泥混凝土的高密实度主要取决于水泥的水化、硬化特点。水泥的主要成分CAS軈遇水快速水化生成Al2O3·3H2O凝胶和AFt,两者相互交织生成,对水泥石结构发展起到凝胶和塑性衬垫作用,构成了硬化早期水泥石的致密结构。因水化早期生成大量的AFt,使水泥石本体具有微膨胀性。这种膨胀在水泥水化早期会压缩甚至消除水泥石中因水的消耗而残留的孔隙、空隙,并且随着养护龄期的延长,持续水化的Al2O3·3H2O凝胶和AFt交织在一起填充于孔隙中,从而显著改善了混凝土的孔结构,进一步提高了混凝土的密实度。砂石界面在膨胀力的作用下被挤压得非常密实,从而显著改善了砂石界面结构,也进一步提高了混凝土的密实度。总之较高的密实度易于截断SO42-渗透通道,使侵蚀不易发生,混凝土的抗蚀性能自然就提高。
然而,水泥石结构不是绝对密实的,SO42-仍能渗透到水泥石内部。水泥另一主要成分β-C2S水化速度慢,其水化生成的少量Ca(OH)2在水泥硬化后较可能在孔隙中析出,SO42-与Ca(OH)2、Al2O3·3H2O发生化学反应,见以下反应式:
反应生成3Ca O·Al2O3·3Ca SO4·32H2O(钙矾石,AFt),呈团簇状,进一步填充孔隙,对水泥石密实度和强度都有一定程度的提高,这就是浸泡在淡水中的试件孔隙中既有Al2O3·3H2O又有AFt,而侵蚀溶液中的试件孔隙只有大量团簇状AFt的原因。随着侵蚀龄期的延长,AFt会持续增长,但因为β-C2S水化生成的Ca(OH)2量较少,1份β-C2S水化生成1份Ca(OH)2,而反应式(1)反应却要消耗6份Ca(OH)2,因此侵蚀到一定时间后会趋于停止。如果那时AFt尚未充满孔隙,则不会破坏水泥石结构;如果AFt完全填充孔隙后,水泥石本体不足以抵抗AFt膨胀应力时,可能导致水泥石结构的内部破坏。正是由于Ca(OH)2量较少,硫铝酸盐水泥混凝土才难以产生类似普通水泥混凝土遭受硫酸盐侵蚀时发生的石膏型破坏。还有研究表明,当石膏Ca SO4·2H2O含量不足时,CAS軈可反应生成单硫型AFm[5]。AFm正常条件下较稳定,但遭遇硫酸盐侵蚀时,AFm会转化成AFt。相对其他水泥品种,硫铝酸盐水泥受硫酸盐侵蚀的化学内因要少很多,这就保证了其优越的抗硫酸盐侵蚀能力。
4 结语
相比高抗硫水泥和普通水泥,硫铝酸盐水泥具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力,即使不养护的硫铝酸盐水泥胶砂试件也具有显著的抗硫酸盐侵蚀能力。因此,使用硫铝酸盐水泥配制混凝土可以很好地解决西北高寒干旱区既有快硬、早强要求,又有良好抗硫酸盐侵蚀性能要求的工程问题。同时,评价水泥的抗硫酸盐侵蚀能力,还须充分重视侵蚀时间效应的影响。因此,对硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能的评定,尚需进行更长龄期的观测与研究。
参考文献
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亚硝酸盐中毒?没那么容易 篇11
亚硝酸盐，有那么多吗？
前一段时间，有媒体爆出了“超标”的隔夜菜，许多朋友特别是带饭族为此甚是担忧。最近，讨论似乎升级了，隔夜银耳、千滚水、蒸锅水都成了“会导致亚硝酸盐中毒”的疑似对象。可是，蒸锅水、千滚水等久沸的水，真的含有那么多亚硝酸盐吗？我的答案是：不一定。
水里的亚硝酸盐通常来自于硝酸盐，在煮沸加热的条件下就可能转变成亚硝酸盐。水经过长时间加热发生浓缩，于是水中的亚硝酸盐含量也就明显地上升了。不过，如果基数很低，即便上升两三倍，也不至于达到有毒的程度。所以，对于那些生活在饮用水源被污染地区的人们来说，即使饮用只烧滚一遍的水，也存在中毒的可能。
另外，水中亚硝酸盐的浓度是否过高，还需要看蒸了什么东西。因为，食物中的硝酸盐和亚硝酸盐也可能流入锅中，再经过加热和浓缩，含量就会升高。如果是微火隔水蒸，食材中的成分不能进入蒸锅水中，水分蒸发也少，那么蒸锅水中的亚硝酸盐含量并不至于升高到有毒的程度。
哪些食物硝酸盐含量高
按照植物学部位来分类，蔬菜中的硝酸盐含量从高到低排列，依次为：叶柄＞叶片＞茎＞根＞花＞薯块鳞茎＞果实＞种子。也就是说，豆角、黄瓜、番茄、洋葱之类的蔬菜中硝酸盐含量原本就很低，无需担心亚硝酸盐的问题；而菠菜、韭菜、芹菜和萝卜之类就不那么保险了。
我的实验结果
我的测试显示，把吃不完的菜提前留出来，然后放入冰箱保存，就能很好地控制亚硝酸盐的产生量。如果烹调后不翻动，放入4℃的冰箱，菠菜等绿叶菜24小时之后亚硝酸盐的含量约从3mg/kg升到7mg/kg。而摄入0.2g亚硝酸盐才可能发生中毒，也就是说需要吃将近30kg的隔夜菠菜才行。如果先把蔬菜用沸水焯过，其中硝酸盐和亚硝酸盐的含量更会大大下降。
隔夜茶的道理也一样。茶叶中硝酸盐的含量确实较高，然而正常泡一杯茶，不过放1～2克茶叶，硝酸盐的总量是相当小的。对比蔬菜中硝酸盐的含量，2克茶相当于20克鲜叶，一杯茶水的硝酸盐总量只有6mg，即便隔夜放置全部变成亚硝酸盐，也不至于引起慢性中毒。相比而言，腌制肉类的亚硝酸盐含量要高得多。熟肉制品的残留量因产品而异，在30～70mg/kg之间。人们却常常因为它们的美味而忽视了其中的危险因素。
另外，硝酸盐和亚硝酸盐对人体也是有好处的，它们可增加人体的NO产生量，NO能够扩张血管、降低血压、提高运动能力。因此，从蔬菜中吃进去的大量的硝酸盐，特别是绿叶蔬菜，对预防心脑血管疾病有非常重要的意义。
范志红
亚磷酸盐 篇12
关键词：硫铝酸盐-硅酸盐复合水泥,减水,缓凝,早强
硫铝酸盐水泥早期快速水化形成大量钙矾石和氢氧化铝凝胶,可以达到设计强度的70%以上[1]。但过快的水化进程对工程施工产生不利影响,缩短了混凝土摊铺、振实、抹平、收光等操作时间,在实际工程中会采用硫铝酸盐-硅酸盐复合的方式加以应用[2]。混凝土用减水剂、缓凝剂、早强剂及防冻剂等对复合胶凝体系具有显著的适应性差异[3,4,5],混凝土工作性能、早强性能、耐久性能改善效果不一致,需要研究开发复合胶凝体系专用外加剂来解决快硬早强混凝土工作性能和早强性能之间的矛盾。
1 试验设计
1)试验原材料:42.5R硫铝酸盐水泥、42.5R普通硅酸盐水泥、标准砂、聚羧酸减水剂、萘系减水剂、硼酸、碳酸锂、三乙醇胺、尿素、碳酸氢钠及实验室自制的减水剂和缓凝剂。
2)试验方法:试验采用水泥胶砂试验,设定硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的比值为6∶4,通过凝结时间、胶砂跳桌流动度、龄期抗压强度的测定分析来研究外加剂对复合胶凝体系性能的影响。
3)配合比设计见表1。
2 专用外加剂的复配
2.1 减水剂对复合胶凝体系性能的影响
根据表1中不同减水剂类型对砂浆跳桌流动性、凝结时间和龄期抗压强度的测定,分析减水剂对复合胶凝体系适应性差异,详见图1。
图1中萘系减水剂对硫铝酸盐-硅酸盐水泥体系的减水效果最差,实验室自制的减水剂对砂浆流动性和早期强度改善效果明显,但后期强度偏低。分析认为,自制的改性聚羧酸系减水剂引入支链聚醚基团和磺酸基团,分别增加了对C4AF和C4A3S的吸附能力,对硫铝酸盐水泥的分散效果增强,表现出良好的工作性能。同时水泥结晶颗粒对高效减水剂的吸附具有不均匀性和选择性,C4A3S水化后形成较强的正电位,增加了对聚羧酸系减水剂对其的吸附率[5]。
2.2 缓凝剂对复合胶凝体系性能的影响
从已知文献[5,6,7]中了解到在硫铝酸盐水泥体系中葡糖糖酸类具有较好缓凝效果,但硅酸盐水泥的加入会影响缓凝作用的有效释放。试验中比较了硼酸和实验室自制的高效缓凝剂对砂浆性能的影响规律,详见图2。
从图2中可以看出,在实验室自制减水剂的基础上随着硼酸和缓凝剂的添加,砂浆的初始跳桌流动度显著增加,凝结时间延长。从分子结构角度分析认为,自制的缓凝剂分子中引入了多羟基碳链和其他锚固支链,与高效减水剂形成竞争吸附,促进水泥颗粒的进一步分散,延缓水泥水化速率,砂浆流动性增加,但是缓凝剂的作用不利于早期强度的发展。
2.3 不同早强剂对复合胶凝体系性能的影响
设定减水剂和缓凝剂均采用实验室自制减水剂和缓凝剂,掺量分别为1.0%和0.02%,试验设计研究无机及有机早强剂对砂浆性能的影响,性能测试见图3。
从图3中可以看出,碳酸锂和三乙醇胺都可以增加砂浆的早期强度和后期强度,但三乙醇胺的作用效果明显优于碳酸锂。并且图3(b)中添加三乙醇胺的砂浆凝结时间缩短幅度小,更有利于砂浆的施工操作。
3 复合外加剂的复配及改善效果分析
减水剂、缓凝剂、早强剂等对砂浆性能的作用效果均表现在对水泥颗粒的竞争吸附上。通过前面的分析,认为采用实验室自制聚羧酸系减水剂1.0%、实验室自制缓凝剂0.2%和三乙醇胺0.002%复配有利于胶砂流动性和早期强度的发展。将该外加剂用于配制快硬早强混凝土,混凝土性能见表2。
将未掺复合外加剂的空白对照组和掺复合外加剂的试验组进行28dSEM分析,结果见图4。
表2中掺复合外加剂混凝土1h后坍落度达到175mm,6h强度达到26 MPa,满足施工性和早期性双重要求。从SEM图中可以看出掺复合外加剂可以促进硫铝酸盐-硅酸盐复合胶凝体系各水化产物的交错反应,形成互相穿插的凝胶体系,有利于混凝土综合强度的提高[8,9,10]。
4 结论
a.通过优化硫铝酸盐-硅酸盐复合胶凝体系各外加剂的种类及掺量,确定采用实验室自制改性聚羧酸系减水剂1.0%、实验室自制缓凝剂0.2%、三乙醇胺0.002%可以使胶砂流动度达到230mm,凝结时间延长至200min,6h抗压强度达到28d抗压强度的75%。
b.通过对比研究发现,复合外加剂可以显著改善复合水泥体系的水化微结构,形成交互穿插的水化凝胶,增加了混凝土界面区的密实度。
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