离子交换容量

2024-09-09

离子交换容量(通用7篇)

离子交换容量 篇1

摘要:在醋酸铵—氧化镁法的基础上,采用分光光度法代替原有滴定法对粉煤灰沸石阳离子交换容量进行了测定。通过对粉煤灰沸石阳离子交换容量测量过程中各种影响因素的研究发现,在醋酸铵加入量为30mL、振荡时间为30min、吸附次数为4次时,粉煤灰沸石的阳离子交换容量基本达到最大,此时阳离子交换容量为169mmol.(100g)-1。

关键词:分光光度,粉煤灰,沸石,阳离子交换容量

粉煤灰沸石是以粉煤灰为原料,Na OH或KOH为活化剂合成的一种铝硅酸盐结晶体,其独特的晶体结构使其具有优良的离子交换吸附性能、热稳定性及较大的比表面积,常被用作吸附剂、离子交换剂以及催化剂载体等广泛应用于环保废水处理、石油化工及土壤改良等领域。粉煤灰沸石的阳离子交换容量直接影响到沸石的相关性能,是评价沸石吸附、阳离子交换能力的一项重要技术指标[1,2,3]。

粉煤灰沸石阳离子交换容量的测定方法有很多,实验室通常采用化学滴定法,如甲醛法、定氮蒸馏法、醋酸铵-氧化镁法、氯化铵-醋酸钠法、氯化铵-无水乙醇法等[4,5,6],其原理基本一致,以最终消耗标准滴定液的量计算铵的含量。该方法在实验过程中需多次观察、比对颜色,受化学药剂及人为因素影响较多,误差较大。本文在醋酸铵-氧化镁法的基础上,进行适当改进,在测定过程的滴定阶段采用分光光度法代替滴定法测定粉煤灰沸石的阳离子交换容量。

1 试验部分

1.1 测定原理

粉煤灰沸石中的可交换碱土阳离子易被NH4+交换出来,因此先用醋酸铵溶液反复洗涤粉煤灰沸石,使其形成铵基饱和沸石。用乙醇溶液洗去多余的醋酸铵,将沸石转入到定氮蒸馏装置中,加入固体氧化镁进行蒸馏。蒸馏出来的氨用硼酸溶液吸收,然后采用分光光度法测量吸收液吸光度,最后通过计算得出粉煤灰沸石的阳离子交换容量。

1.2 仪器与试剂

721型分光光度计、FA1004B电子天平、HY-4调速多用振荡器、80-2型电动离心机、定氮蒸馏装置。

粉煤灰沸石(自制)、醋酸铵、乙醇、氧化镁、硼酸、纳氏试剂、酒石酸钾钠。

1.3 测定过程

称取在120℃下烘干6h的粉煤灰沸石0.5g(误差控制在0.0002g范围内)并全部转入250mL锥形瓶中。加入1mol·L-1的醋酸铵溶液20~50mL,在振荡器上振荡一段时间(10~50min)后,取下并将粉煤灰沸石全部转入离心管,在离心机上于3000r·min-1转速下离心3~5min,离心后弃去上清液。用95%的乙醇溶液洗涤粉煤灰沸石,离心后弃去上层乙醇溶液,如此反复5~6次,直至最后一次乙醇溶液中用纳氏试剂检查无铵离子为止。用蒸馏水将离心管中的粉煤灰沸石全部洗入150mL凯氏瓶中,洗入水体积控制在60~80mL,加入0.5g固体氧化镁后进行蒸馏。将25mL浓度为20g·L-1硼酸溶液放入250mL锥形瓶中,将锥形瓶放置在定氮蒸馏装置冷凝管的下端用来吸收蒸馏出来的氨。蒸馏约20min、馏出液约达80mL时,用纳氏试剂检查是否蒸馏完全。蒸馏完全时将锥形瓶中的硼酸吸收液全部转移到250mL容量瓶中,并定容至刻度线。分别取容量瓶中的溶液0mL、0.5mL、1mL、2mL于50mL比色管中,加蒸馏水至刻度线,各比色管中分别加入1mL酒石酸钾钠溶液和1mL纳氏试剂摇匀,静止10min后用分光光度计测量各比色管中溶液的吸光度。根据溶液吸光度计算出溶液中氨氮浓度,然后根据溶液中氨氮的浓度平均值计算粉煤灰沸石阳离子交换容量。

1.4 计算

根据下列公式计算粉煤灰沸石的阳离子交换容量(CEC,mmol/100g):

式中:C—硼酸吸收液中氨氮的的浓度,mg·mL-1;

V—硼酸吸收液定容后体积,m L;

n—18,mg·mmol-1;

m—称取粉煤灰沸石样品的质量,g。

2 结果与讨论

2.1 醋酸铵液加入量对CEC的影响

取醋酸铵溶液的加入量分别为10mL、20mL、30mL、40mL、50mL,振荡时间为20min,吸附1次时,醋酸铵加入量对粉煤灰沸石CEC的影响如图1所示。由图1可以看出,当醋酸铵溶液加入量不大于30mL时,粉煤灰沸石的CEC随着醋酸铵溶液加入量的增加而变大,在加入量为30mL时,粉煤灰沸石的CEC为118mmol·(100g)-1,基本处于最佳点;而后随着加入量的增加,CEC增加较为缓慢,在加入量为50m L时,CEC此时最大为126mmol·(100g)-1。出现该结果的原因可能是随着粉煤灰沸石对NH4+交换吸附过程的进行,溶液中NH4+的浓度逐渐降低,但随着醋酸铵溶液加入量的增加,溶液中的离子平衡浓度逐步提高,因此粉煤灰沸石的阳离子交换容量也随之增加。

2.2 振荡时间对CEC的影响

取醋酸铵溶液的加入量为30mL,振荡时间分别为10min、20min、30min、40min、50min,吸附1次时,振荡时长对粉煤灰沸石CEC的影响如图2所示。由图2可以看出,当振荡时间不大于30min时,粉煤灰沸石的CEC随着振荡时长的增加而变大,在振荡时间为30min时,粉煤灰沸石的CEC为138mmol·(100g)-1,基本处于最佳点;而后随着振荡时间的增加,CEC增加较为缓慢,在振荡时间为50min时,CEC此时最大为146mmol·(100g)-1。出现该现象的原因可能是随着粉煤灰沸石对NH4+交换吸附过程的进行,溶液中NH4+的浓度逐渐降低,阳离子交换动力逐渐降低造成的。

2.3 吸附次数对CEC的影响

取醋酸铵溶液的加入量为30mL,振荡时间为30min,吸附次数分别为1次、2次、3次、4次、5次时,吸附次数对粉煤灰沸石CEC的影响如图3所示。由图3可以看出,当吸附次数不大于4次时,粉煤灰沸石的CEC随着振荡时长的增加而变大,在吸附次数为4时,粉煤灰沸石的CEC为169mmol·(100g)-1,基本处于最大位置;而后随着吸附次数的增加,CEC基本不再变化,在吸附次数为5次时,CEC此时最大为170mmol·(100g)-1。出现该现象的原因可能是随着粉煤灰沸石对NH4+的离子吸附、交换过程的进行以及吸附次数的增加,粉煤灰沸石对NH4+的离子吸附、交换基本趋于饱和。

3 结论

(1)在粉煤灰沸石阳离子交换容量测量过程中,采用分光光度法代替滴定法,可减小化学药剂及人为因素带来的测量误差,使测量结果更贴近于真实值。

(2)药剂投加量、振荡吸附时间、吸附次数对粉煤灰沸石阳离子交换容量的测量结果均有不同影响,经试验,在0.5g沸石中加入30mL醋酸铵,振荡时间为30min,吸附次数为4次时,CEC基本达到最大,此时CEC为169mmol·(100g)-1。

参考文献

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[2]金虹,金晖文.离子交换树脂及其应用[J].江苏环境科技,1994,7(4):42-44.

[3]陈济美,余道侠.湖北省沼山沸石矿的测定方法及评价指标[J].湖北地质,1991,5(2):74-79.

[4]韩秀山.膨润土(蒙脱石)阳离子交换容量CEC的测定[J].矿产保护与利用,2007,20(3):20.

[5]周剑萍.甲醛法测定饲料用沸石粉铵交换量研究[J].中国饲料,1995(18):21-22.

[6]马富九,童红达.甲醛法测定沸石粉铵交换量的研究[J].饲料工业,1992,13(9):46-47.

离子交换容量 篇2

关键词:一次风机,单台一次风机运行,风压分段运行

0 引言

在电力系统运行中,有3种必须同时满足的稳定性要求,即同步运行稳定性,频率稳定性和电压稳定性。失去同步稳定性的后果,是系统发生振荡,引起系统中枢点电压、输电设备中的电流和电压大幅度的周期性波动,电力系统不能正常运行,如果处理不当,其后果是电力系统的长期大面积停电。电力系统的同步运行稳定性分为3类:即静态稳定、动态稳定和暂态稳定。而由于故障造成的暂态失稳是各电网最为常见的故障,是影响电网安全稳定运行的最大问题。因此,需要对实际电网的暂态稳定性进行深入细致的研究[1,2]。

但是,直接对互联大规模电力系统的运行特性进行有效分析研究是很困难的,尤其是当系统全部用详细模型描述时尤为困难。因为,大规模电力系统是由高维,强时变、强非线性、多时间尺度、多类稳定和多空间尺度以及微分-差分-逻辑-代数方程组成的一个非常复杂的混合系统。同时,对其计算结果进行分析理解,为规划设计和运行控制提供指导也不方便。所以,如何在保证计算结果准确、可靠的前提下尽量简化系统,一直是人们所关注并致力于研究的重要课题,采用动态等值技术对大规模电力系统进行等值使系统降阶简化具有非常重要的意义。

对特高压交直流混合输电网间交换容量极限进行评估,除了考虑潮流、静态稳定、交直流相互影响等约束条件之外,还要考虑暂态稳定约束,其中暂态稳定的约束性是最强的,要求通常也更为苛刻[3,4,5]。在进行系统有效等值后,构造适合的等效暂态能量函数,分析不同交换容量下的系统暂态能量裕度的变化趋势,能够有效确定系统交换容量极限,为调度部门提供有价值的调度参考信息[6,7]。

本文依据断面电压灵敏度最高的线路对两端电网进行有效等值,得到两机等值系统,然后通过加速度方程进行有效推导得到等效的单机无穷大系统。在此基础上,构造相应的能量函数,进行容量交换能力评估。

1 暂态能量函数分析方法

暂态稳定的研究方法主要有时域仿真法和直接法等。时域仿真法是在列出描述系统暂态过程的微分方程和代数方程后,通过求解大规模的非线性方程组,根据发电机转子间相对角度的变化情况来判断系统暂态稳定性;优点是能够适应各种复杂模型,可计及控制和保护的动态行为,计算精度高,能够适应中、长期暂态分析;缺点在于计算量大,速度慢,只能判断系统是否稳定,不能给出稳定裕度指标。目前难以满足在线暂态稳定分析的要求;只作为离线暂态稳定分析的方法而广泛使用。直接法是一种以能量的观点分析系统暂态稳定的方法,优点是不需求解大规模非线性方程组,通过系统的暂态能量与系统临界暂态能量的比较来判断暂态稳定,其计算速度快,能够给出稳定裕度指标,基本可以满足在线暂态稳定分析的要求;缺点在于模型适应性较差,而且精度评价指标也没有统一标准[8]。为了判别一个实际动态系统的稳定性,关键是如何构造或定义一个实际的反映系统稳定性的暂态能量函数,以及如何正确确定系统的临界能量。通过比较暂态能量和临界能量数值的大小关系来判断系统的暂态稳定性。两种基本方法的比较如表1所示。

目前暂态能量函数法的发展动态,主要从提高计算速度和改善精度两个方面对暂态能量函数法进行理论和在线应用研究。这些研究的成果是显著的,在暂态能量函数计算方面比前一阶段有了很大改善,在求取稳定域方面已经由启发和仿真的方法转变为基于现代动力学稳定理论的方法,求取的稳定域更加可靠。使暂态能量函数法的计算速度和精度得到了进一步提高,分析方法的保守性得到较大克服。暂态能量函数法进入了实际工程应用阶段。判别一个跨区域大型动态电力系统的稳定性,其关键主要是如何构造即定义一个可以反映实际系统稳定性的暂态能量函数,并且根据已经定义的暂态能量函数模型确定系统的临界能量,通过比较暂态能量函数是否超过临界能量来判断系统的稳定性。

2 跨区域电网广域等值模型建立方法

为了将能量函数更好的应用于工程实践,本文提出了一种适用于暂态能量函数的具有良好精度的动态实用模型,该模型通过区域等值构造两机等值系统后,利用转子加速度方程得到等效单机无穷大系统[9]。广域等值系统如图1所示:

等值系统中,送端为广域等值发电机,受端为由恒阻抗和电动机组成的动态负荷模型,通过联络线形成广域等值模型。该模型既考虑了发电机的运行特性,也考虑了负荷的动态特性,较以往的广域等值模型更适用于暂态能量函数的分析,更适合于应用到实际工程中[10]。

研究基于潮流断面数据的电网等值模型分析与计算,依据系统扰动信息及断面潮流的动态变化识别可等效系统动态特性的网络参数及简化模型。在有效等值简化模型基础上,分析传统暂态能量函数公式与系统各变量参数之间的对应关系,推导适用于大区电网及其等值简化模型的暂态能量函数形式,并应用于系统暂态势能、动能及暂态稳定分析当中。具体的等值模型与暂态能量函数推导过程见文献[11]。

3 等效暂态能量函数计算

暂态稳定分析主要研究发电机转子的摇摆特性,主要和网络的工频分量相关,故发电机可以采用忽略定子暂态的实用模型,在发电机内节点将电压源E'<δ串联接入网络,发电机节点延伸至内电势节点,暂态电抗成为网络的一部分,负荷以并联接地支路形式接在负荷节点,求得基于发电机内节点的增广导纳矩阵[12,13,14,15]:

推导加速度方程为:

(2)式即为两机系统的相对加速度方程经转换后的等效单机-无穷大系统方程形式。

利用曲线积分法构造等效的暂态能量函数,设系统动能Vk为:

从积分的角度有故障切除时刻的动能:

定义系统的势能Vp为以故障切除后系统稳定平衡点S为参考点的减速面积,则故障切除时的系统势能为:

推导可得事故后系统的能量函数:

临界能量:

式(1)~(7)中:M为发电机惯性时间常数;δ为转子角;Pm为机械功率;Pe为电磁功率;ω为转子角速度和同步速的偏差。

4 基于能量函数的容量交换能力评估

在建立系统有效等值模型后,通过对有效模型进行暂态能量函数建立及暂态能量的计算,用于评估系统在递增的交换容量状态下的稳定程度及变化趋势,最终依据暂态能量最大值与临界值之间的对应关系建立暂态能量裕度指标,评估系统的交流容量交换能力。具体流程如图2所示。

等效暂态能量函数指标体系包括3个主要指标。

(1)暂态能量函数最大值Vmax。描述系统在扰动后暂态能量变化过程中的最大值;

(2)临界能量Vcr。指系统在扰动过程中可以承受的最大暂态能量值,属于系统的固有属性,即系统承受扰动及恢复稳定的能力;

(3)暂态能量函数裕度ΔV。指系统扰动暂态过程中出现的最大暂态能量与临界暂态能量值之间的相对距离,即评估系统在暂态过程中依据暂态能量指标的稳定程度。

本文依据断面电压灵敏度最高的线路对两端电网进行有效等值,得到两机等值系统,然后通过加速度方程进行有效推导得到等效的单机无穷大系统。在此基础上,构造相应的能量函数,编写程序,对特高压同步电网运行特性进行分析。通过电压稳定分析得到传输断面薄弱环节后,对大区电网进行有效等值后构造相应的能量函数,利用能量函数法能够有效的分析电力系统在不同交换容量下的暂态稳定性。通过“三华”电网实际模型参数验证负荷建模、大区电网建模的有效性和可靠性,验证能量函数法在不同交换容量下系统暂态稳定性,并确定其交换容量极限。对应暂态能量函数指标要求ΔV≥20%为判断系统是否能维持暂态稳定性的评估指标。

5 算例分析

应用本文方法在“三华”电网(即:华北电网、华中电网、华东电网)2012年规划加强模型上进行计算,其主干网架如图3所示。华中电网和华北电网通过晋东南到南阳的3回特高压交流输电线路联接,并且3回线加串补。华中电网和华东电网没有直接的交流联系,仅通过直流线路相联系。

2012水平年“三华”电网以华中电网是主要的受端电网,华北电网通过晋东南一豫南阳3回特高压线路向华东电网传输有功功率为12 600 MW。通过调整送受端发电机组的出力,逐步增加华北送华中的输送功率,以600 MW为步长,递增输送功率,依据特高压输电断面对“三华”电网中华北电网和华中电网进行动态等值,在晋临汾-运城线路设置三相短路0.1 s,计算系统暂态能量函数,求得系统临界能量,以及系统能量裕度,并以此为依据判定系统的稳定性,计算结果如表2所示。

最大暂态能量与断面容量关系曲线如图4所示。从图4可以看出,随着交换容量的增加,系统的暂态能量函数最大值单调上升。

临界能量与断面容量关系曲线如图5所示。从图5可以看出,随着交换容量的增加,系统的临界能量单调下降。

暂态能量裕度与断面容量关系曲线如图6所示。从图6可以看出,随着交换容量的增加,系统的暂态能量裕度单调下降。当交换容量为15 600 MW时,系统的暂态能量裕度为23.4036%,接近20%的判别值,此时判断2012水平年华中电网最大交换容量为15 600 MW。

由以上计算结果可知,在2012水平年南送加强方式下,晋东南-豫南阳特高压传输线路3回线加装串补使华北输送到华中的功率有较大幅度的增长,随着华北电网向华中电网输送功率的增加,等值系统的暂态能量在扰动后呈明显增加的趋势,此外,区域之间由于输电功率的增加,导致系统运行状态向不稳定的方向发展,呈逐步恶化的趋势,因此,等值系统的临界能量也逐渐减小,致使系统的暂态能量函数逐步接近临界能量并在华北向华中交换功率为15 600 MW时导致系统最终失稳。

6 结论

本文在进行系统有效等值后,构造适合的等效暂态能量函数,分析不同交换容量下的系统暂态能量裕度的变化趋势,进而确定系统交换容量极限。对实际电网算例结果表明,所提方法有效、实用,且具有较高的精度,为电网调度部门提供有价值的调度参考信息。

锂离子电池容量损失检测技术研究 篇3

可逆容量损失是衡量磷酸铁锂电池自放电大小的一项重要性能指标,如果电池可逆容量较大,则电池内部潜在微短路风险,直接影响电池的安全性能。

目前比较准确的测量方法是:将电池充满电至100%Soc,在(25±3)℃环境下搁置28 d,然后测量电池的剩余电量,计算可逆容量损失数据的方法来评估电池自放电的大小。该检测方法需很长的时间,相对于研究电池性能是比较实际和准确的方法,但在正常生产过程中,由于测试时间过长,并且占用大量的生产场地,直接影响到生产和交货,严重影响电池企业的经济效益。

该文研究了一种快速磷酸铁锂电池容量损失检测工艺。通过在不同荷电状态下不同时间电压损失测试,根据容量损失特性,可简单、快速、准确的判断磷酸铁锂电池自放电性能,将可逆容量损失较大的电池剔除,确保了电池的安全性。

1 实验

1.1 原理研究

由于锂电池可逆容量测试是在开路状态下测试的,因此需要研究磷酸铁锂锂电池荷电状态(Soc)与开路电压(Ocv)的特性,发现电池0%~30%Soc区间,电池开路电压Ocv变化较大,30%~100%Soc区间,电池开路电压Ocv变化较小,荷电状态与开路电压关系图如图2所示。

1.2 实验方法

1.2.1 荷电状态确定

对Soc-Ocv关系图进行分析,发现Soc与Ocv并非毫无对应关系,在某个区间段内,存在线性关系,如图3所示,因此对不同的区间分别进行分析。

通过图3可以看出,在2%~8%Soc区间内,29 m Ah的容量损失对应电压降1 m V,在10%~25%Soc区间内,212 m Ah的容量损失对应电压降1 m V。在2%~8%Soc区间内,较小的容量损失就可以用电压降表示出来。如表1所示。

1.2.2 Ocv1测试确定

电池在充电时,由于极化的原因,会偏离平衡电动势,充电截止时,电压会以e的指数衰减至该Soc下的平衡电动势。

选取L135F型号锂电池,电池分容后采用去极化和正常测试流程两种工步,将电池荷电状态调整至6%Soc,每隔10 min采集一次电池开路电压数据,连续采集48 h。通过数据可以明显看出,去极化后的电池能够很快达到稳定状态,如图4所示,一般选取11~13 h测试Ocv1。

1.2.3 静置时间(△T)预测

将电池去极化后,用0.1C将电池荷电状态调整至6%,在(25±3)℃环境下,其中以0.5D测试的电压作为Ocv1,分别测试3D、4D、8D与28D的开路电压。计算对比每组试验电池测试电压差值与存储28D容量损失。

如图5所示,28D的容量损失与28D的电压降有很明显的线性关系。如图6所示,电池在6%荷电状态下,以28D的电压降为基准,试验证明4D内的电池开路电压降就可以区分出电池容量损失的大小,挑选出异常电池,更加符合现场生产的工艺执行。

2 实验验证

采用L135F型号电池,取10支电池,使用0.3C电池循环3次使电池体系稳定后,去极化工步,用0.1C电流将电池荷电状态调整至6%或15%,测试0.5D时的电压Ocv1,4D时的电压Ocv2,8D时的电压Ocv3,K0等于Ocv1减去Ocv2,K1等于Ocv1减去Ocv3,K值作为容量损失检测的判定标准。电池检测结束后将电池调整至满电100%Soc荷电状态,按照标准常温满电28D搁置,使用荷电保持率方法测试荷电保持率数据,以此作为判定试验方法准确与否的标准。

经过满电28D容量损失率验证,荷电状态6%的电池,K值作为检测标准,时间4 d即可将容量损失率较高电池挑选出,K值大于10 m V作为电池挑选标准。

经过满电28D容量损失率验证,荷电状态15%的电池,时间4天无法将异常电池挑选出,8D的测试时间可以将容量损失率较高电池挑出,K值大于8 m V作为电池挑选标准。

3 结语

该文研究了一种锂电池快速容量损失检测工艺,通过大量的数据测试及效果验证,试验证明电池在较低荷电状态时,测试准确率相对较高,而且测试周期较短,适合生产过程推广应用。出厂前通过该检测工艺,将潜在安全隐患的电池剔除,保证了电池的安全使用。

摘要:电池生产过程中,因为材料体系及加工工艺的原因,电池会存在不同程度的容量损失,容量损失较大的电池不仅影响正常使用而且会影响整个电池模块的安全性能。该文研究了一种快速磷酸铁锂电池容量损失检测工艺。通过研究锂电池不同荷电状态与开路电压的对应关系,容量损失与电压降的关系,不同荷电状态下不同时间电压降测试,研究了一种锂电池容量损失检测工艺,可通过简单快速的方法将容量损失较大的电池剔除,确保了电池的安全性。

关键词:磷酸铁锂电池,容量损失,检测技术

参考文献

[1]赖桂棠,李大光,李军,等.磷酸铁锂的结构及其改性研究进展[J].材料研究与应用,2007(4):256-259.

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[3]简旭宇,吴伯荣,朱磊,等.氢镍动力电池自放电一致性研究[J].电源技术,2007,31(6):491-493.

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[6]宋清山,陆跃洲.镉镍电池组自放电检测方法[J].电源技术,2001,25(S1):148-149.

离子交换容量 篇4

面临这样的趋势, 业界网络企业纷纷针对数据中心交换机, 提供更大容量和更高密度的40/100GbE模块。比如, 近日极进 (Extreme) 网络公司企业全球策略系统工程主管Paul Hutchison来京发布新款大容量100/40GbE模块, 用于其主打开放交换矩阵概念的BlackDiamond X8交换机。

SDN技术真正“落地”

云数据中心网络虚拟化后, 运营者将面临动态多用户、多路径等新业务类型管理的挑战。“SDN (软件自定义网络) 是解决这些问题的突破口。”Paul Hutchison认为, SDN的应用需要大容量、高密度的数据交换设施, 然而传统交换机容量不足, 同时并不能支持SDN应用。因此, Extreme推出的“XL”100/40 GbE交换机模块具备很好支持SDN的优势。

Paul Hutchison表示, Extreme专注数据中心交换机系统, 在该类产品具备领先优势, 相比思科、Juniper等企业同类产品, “新模块能更好地支持SDN”。同时, BlackDiamond X8交换机是数据中心大容量模块化的以太网交换机, 具有较强可扩展性, 客户使用新模块无需为改造数据中心基础设施而花费巨大的成本。

对于为何SDN技术目前发展较慢, Paul Hutchison认为是SDN应用未跟上。Extreme具有集开放性与模块化于一体的ExtremeXOS操作系统, 在合作伙伴Big Switch Networks的Big Tap/BVS应用程序支持下, 不断交付SDN发展路径图。据了解, 这两款应用提供先进而集中的方法, 分别实现网络监控和网络虚拟化。

大容量成发展趋势

2012年年初, Extreme就推出了面向企业市场的BlackDiamond X8交换机, 首款产品部署在中国某企业。此次发布的新模块具备更高的容量, 面向电信、能源、金融等行业的大型数据中心建设。

离子交换容量 篇5

大容量交换机作为现代企业运维核心硬件, 满足了信息时代企业运维管理工作需求, 但是随着通信技术的快速发展, 大容量交换机也需要紧跟企业通信业务承载量增长需求, 做好交换机性能提升与数据备份。无感热备份技术作为当前企业应用较为普遍的备份技术, 在提升通信系统性能、增强交换节点数据处理能力等方面有出色效果, 要积极研究大容量交换机无感热备份技术技术的实现, 为现代企业业务与运维管理服务。

1 大容量交换机

大容量交换机主要用于专门通信网络中的路由交换、接入等工作, 承载语音、多媒体通信等诸多数据容量较大的复杂通信业务, 也是目前通信领域交换设备的主力。大容量交换机功能主要以准确接收、交换、转发信号及故障检测通知、灵活组网配置等为主, 普遍采用ATCA架构。

比如华为S12700系列交换机, 以敏捷系统结构、控制管理兼容这些特性满足了诸多企业通信业务需求。这一系列大容量交换机可编程架构、灵活快速的满足定制通信需求, 设计基于以太网处理器ENP, 以有线与无线端的融合技术见长。由于大容量交换机往往承载整个大规模网络的数据交换, 有线网络通过冗余光纤链路互联, 因此其性能直接关系到网络管理系统的流畅性与通信服务性能。大容量交换机在系统架构上倾向于控制与交换的分离, 采用主控和交换分离的硬件架构使主控板和交换网板相互独立, 互不影响。硬件架构在逻辑上分为独立的三大平面, 分别是数据平面、控制平面和管理平面, 其中数据平面负责业务数据的交换, 控制平面负责协议的处理, 管理平面通过CANBUS总线连接, 主要负责设备监控和管理, 这意味着大容量交换机已经开始朝着数据、控制、交互三大平台发展, 有利于进一步促进云网融合。

2 交换机热备份技术

大容量交换机在通信网络服务中占据核心地位, 尤其是交换机作为汇聚节点本身承载着海量数据压力, 这意味着通信服务对交换机本身性能和数据存储能力提出更高要求, 一旦关键节点出现故障, 将会严重影响通信服务质量和数据信息储存质量, 对于通信业务的运作也将产生较大的负面影响。

大容量交换机的研发与应用中, 必须积极强调可靠性与安全性, 以确保其在使用中满足各种需求。热备份技术使得大容量交换机在热备份切换及其他各种参数工作中无需加入另外主机或者做额外热备份交换, 交换机本身可自动控制热备份环境, 实现无感热备份。无感热备份技术的存在与应用有助于解决大容量交换机高可靠性这一难题, 通过采用全IP化技术可及时上报各类设备状态及信息, 方便交换机管理工作中及时监控设备运作状态并发现异常, 一旦出现故障或异常可及时采取对应举措进行隔离处理, 这对于保障大容量交换机的顺利运作至关重要。

交换机无感热备份技术的实现要提前进行专业系统调试, 通过调试环境构造做好处理器系统与黄金搭建, 配合相应指令建立新的系统环境, 配合各类设备发挥无感热备份技术优势全面提升交换机核心性能与运作可靠性。大容量交换机无感热备份技术可在完全IP化结构下实现快速热备份切换, 但若需要满足这一目标, 需要对相关功能指标进行全方位测试, 通过性能指标、业务功能测试明确整体通信业务需求。通过对已建立的通信业务的测试明确各类信息受损与丢失原因, 并在无感热备份设计中予以改善并解除故障, 在保障通信业务顺利运行的基础上逐步提升核心交换机性能。

根据上述研究内容, 设计完成了大容量交换机主用、备用交换板的自主、无感热备份切换。经过验证测试表明, 在1000M满带宽的条件下, 主备切换掉包数最大3包, 实现了全IP化架构下的快速热备份功能。

3 大容量交换机热备份技术的构建与实现

大容量交换机热备份技术的构建与实现有诸多要求。以需要双机热备构建异地容灾双保险的某项目为例, 异地容灾本身是通过互联网将容灾备份系统将本地的数据实时备份到异地服务器中, 通过异地备份的数据进行远程恢复, 从而帮助应对各类意外情况, 在本地容灾备份发生异常时快速从异地恢复数据、接管系统。

基于SAN的异地容灾是目前较为主流的容灾方案, 具有存储集中化、管理集中化、互操作性强等特点, 以SAN网络环境和异地实时备份为基础, 是一套高效、可靠的异地容灾解决方案。SAN“搭载”双机热备构建异地容灾双保险是主流选择, 联合Tivoli备份容灾软件及相应设备可做好双机热备份。

硬件构建方面, 可在数据中心本部部多台交换机, 通过配置成双机热备作为CRM系统主机, 一半交换机通过HBA-FC主机卡连接SAN光纤交换机, 另一半作为ERP系统主机配置成双机热备, 采用交换机通过HBA-FC主机卡连接SAN光纤交换机。数据中心后台可使用DS4300磁盘阵列分别作为CRM和ERP系统的数据存储介质, 通过光纤连接到SAN交换机上, 还要额外配备DSS4700作为本地容灾磁盘阵列通过光纤连接到SAN交换机上, 虚拟磁带库同样如此。

软件方面, 可在本地小型机上安装Netbackup Enterprise Client、DatabasePack、StorageFoundation、VeritasCluster Server、Global Cluster Object、Veritas Volume Replicator软件模块, 在备份服务器上安装Netbackup Master Server。异地机房交换机和后台容灾磁盘阵列均通过光纤和SAN交换机相连, 交换机通过网线连接TCP/IP交换机, 并安装Storage Foundation、VeritasClusterServer、GlobalClusterObject、Veritas Volume Replicator软件模块, 在本部与异地机房之间通过VPN设备进行连接, 形成异地容灾的完整解决方案, 从而构建并实现大容量交换机热备份。

4 结束语

随着信息时代的到来, 计算机网络技术为各领域发展提供重要技术支持, 信息时代大容量交换机的应用越来越普遍, 要做好交换机无感热备份技术的应用, 提升交换机可靠性服务通信业务, 通过构建并实现无感热备份, 减少通信系统故障与风险概率, 最大限度的发挥交换机服务价值。本文研究成果为大容量交换机核心交换部件热备份的实现提供了一定的理论支撑和技术保障

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离子交换容量 篇6

“十二五”期间是我国特高压电网发展的重要阶段,随着“三华”特高压电网的逐步建成,华北、华中和华东电网间的大容量的功率交换对“三华”特高压电网的安全和稳定带来影响[1,2,3,4]。特高压线路的落点母线和与其相连的近区500 kV的联络线的母线多为重要的大容量的变电站节点和换流站节点,导致受端电网受特高压输电系统运行状况的影响很大,一旦特高压发生故障,受端电网较容易发生电压失稳[5,6]。因此,研究在极限输电方式情况下系统特高压输电断面及交流通道的静态电压稳定性,确定在不同运行方式下大区电网对外交换容量的限制,并在此基础上确定区内容量分配方案,对于基于特高压交直流混合传输系统的大区电网在“十二五”前后的安全稳定运行具有十分重要的理论与技术指导作用,同时对我国基于特高压互联的坚强智能电网建设具有重要的实际价值与意义。

本文采用基于节点注入功率一电压变化比灵敏度分析方法进行静态电压稳定分析,在递增区间交换容量的运行方式基础上,叠加微增扰动后进行暂态稳定计算,以节点暂态电压偏差最大值建立有功一电压灵敏度函数,对基于节点注人功率电压最敏感节点的电压灵敏度曲线的变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合后求导,得出电压灵敏度的变化率函数即曲线斜率,将曲线斜率由“渐变”到“突变”作为电压失稳判据,根据该电压失稳判据计算交换容量极限。

1 基于有功功率一电压灵敏度的交换容量评估理论基础

静态电压稳定分析主要评估电力系统在稳态时,尤其是在当前运行状态下的电压稳定情况[7,8]。静态电压稳定分析中较多采用的方法,如灵敏度方法[9]、潮流多解法[10]、最大功率法[11]、奇异值分解法[12]等,大多都是基于潮流方程或经过修改的潮流方程,在当前运行点处线性化后进行计算分析,本质上都把电力网络的潮流极限作为电压静态稳定的临界点,而不同之处在于所采用的求取临界点的方法以及使用极限运行状态下的不同特征作为电压崩溃的判据。灵敏度法与其他方法相比,其物理概念简单明确,灵敏度判据严格、准确,计算速度快[13,14,15]。本文提出采用有功功率一电压灵敏度指标对大区间容量交换能力进行评估的新方法,其主要理论基础如下:

(1)本文主要研究特高压容量交换断面、通道、落点及其近区500 kV节点对大区间交换容量变化的响应及电压支撑特性,在考虑大区间容量交换以有功功率为主、无功容量就地平衡的前提下,电压变化及其稳定特性就主要与有功功率变化相关,与此同时采用基于有功功率一电压变化灵敏度衡量指标对特高压通道及邻近节点的电压稳定性进行分析,可有效使用电压稳定性分析方法对系统大区间容量交换变化时的响应及容量交换能力进行评估。

(2)传统的电压静态稳定分析方法过多依赖静态潮流计算方法,一旦运行方式改变,会使系统的电压支撑特性和电压调节能力发生波动,使得系统电压稳定特性相对区间交换容量改变的响应特性失去连续性而无法定性及定量计算比较,因此本文采用在静态交换容量递增方式连续调节基础上,叠加微增量扰动的暂态稳定计算方法,对系统改变的交换容量下的有功功率一电压变化比进行计算,即采用小干扰电压稳定及传统P-V特性计算方法的改进方法对系统节点电压与通道传输有功功率改变相干性的灵敏度指标进行计算,有效实现了采用小扰动暂态稳定方法对静态电压稳定特性进行分析及对有功-电压响应特性进行计算的目的。

(3)在大区电网容量交换断面存在多通道情况下,必然存在通道间的横向比较,而其中对于交换容量的电压特性更为敏感的薄弱通道及其敏感节点必然成为决定容量交换极限的制约因素。因此,本文采用基于断面交换容量一通道电压变化的灵敏度方法对通道进行横向比较,寻找特高压断面上的薄弱通道;采用节点注入功率一节点电压灵敏度放大对薄弱通道落点近区的节点敏感性进行计算,寻找决定通道传输容量极限的敏感节点;在此基础上通过对薄弱通道及敏感节点的灵敏度曲线进行曲线分析,计算出曲线斜率T突变点对应的系统容量交换极限。

2 基于节点注入功率一电压变化比灵敏度分析方法

基于节点注入一电压变化比的灵敏度分析方法,考虑节点输出功率和节点上行功率,下行功率,以变压器为节点,考虑跨越电压等级的功率传输。该方法区别于其他灵敏度方法在于:1)本方法是基于节点注入功率对各重要节点进行电压灵敏度分析,而非针对单独节点进行灵敏度分析;2)本方法可以得出随交换容量变化的静态电压灵敏度的变化趋势;3)本方法可以依据电压最敏感节点灵敏度曲线的变化趋势进行系统静态电压稳定性分析。

本文关注的节点主要是特高压沿线的1 000 kV和500 kV的节点,通过对这些节点的灵敏度进行横向比较,找出所关注节点中的电压敏感节点。基于节点注入功率一电压的灵敏度和传统意义上的静态电压稳定中使用到的小干扰电压稳定的灵敏度分析有所区别和改进,该方法示意图如图1所示,用于判断系统的敏感节点。

3 基于静态电压稳定分析的交换容量极限计算

采用基于节点注入一电压变化比的灵敏度分析得到系统的电压敏感节点,分析该敏感节点的电压灵敏度曲线,当灵敏度曲线急剧升高时,系统接近静态电压失稳的临界。通过对该曲线拐点的分析,计算系统交换容量极限。

基于节点注入功率最敏感节点的电压变化比灵敏度,随交换容量而变化,对其进行样条插值,然后对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合,如图2所示。

对该非齐次指数函数的求导得出电压灵敏度的变化率函数如图3所示。

当曲线斜率达到50%之后,曲线斜率急剧上升,以50%作为电压临界失稳点,即曲线斜率50%对应的交换容量值为交换容量极限。

4 实际系统算例分析

4.1 计算模型

应用本文方法计算华东、华中、华中(“三华”)电网2012年南送方式下华中为受端的规划模型的交换容量极限,该模型的主干网架如图4所示。其中,华北和华中、华北和华东之间有1 000 kV特高压交流联系,华中、华东间有±500 kV及±800 kV直流联系,无交流联系。固定华北、华东间交换容量不变,以华北与华中间的潮流断面作为研究对象,将华北作为送端系统,华中作为受端系统[16]。

该运行方式下,华中电网为受端的大区电网间静态电压稳定的研究对象为:特高压落点包括晋长治-豫南阳特高压传输线路上的交换容量和豫南阳特高压母线电压和鄂荆门特高压母线电压;特高压近落点近区的超高压节点包括豫南阳51、豫香山50、豫白河、鄂荆门52、鄂地换51、鄂江陵50、鄂斗笠50、鄂龙泉50超高压母线电压。

4.2 交换容量极限计算

4.2.1基于节点注入功率一电压变化比灵敏度分析

采用基于节点注入功率一电压变化比灵敏度分析系统的电压敏感节点,在渐变潮流方式的基础上,在华北进行切发电机的微增扰动,电网的近区落点确定的重要变电站节点注入功率一电压变化比灵敏度曲线组如图5所示。

由图5可知,随着交换容量的增加,各变电站节点的基于节点注入功率一电压变化比的灵敏度不断变大,到达系统电压稳定边界时,交换容量的有功功率增加很少,而系统的电压急剧跌落。静态电压灵敏度分析可得,节点的灵敏度从高到低依次为:豫南阳特高压、豫南阳51、鄂荆门特高压和鄂荆门52,电压最敏感节点为豫南阳特高压落点。

4.2.2“三华”电网交换容量极限计算

由静态电压灵敏度分析得出,系统的敏感节点是豫南阳特高压母线,最薄弱的通道是晋长治-豫南阳特高压输电线路。即以该母线到达电压临界失稳点,对应系统到达电压临界失稳边界。

对豫南阳特高压母线的电压灵敏度随交换容量变化的计算结果如表1所示。

对豫南阳特高压母线基于节点注入功率一电压变化比灵敏度随交换容量变化的趋势进行样条插值,然后对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合后求导,得出电压灵敏度的变化率函数,如图6所示。

图6中b圈表示灵敏度曲线变化趋势的切线斜率T=0.5,此时灵敏度急剧增加,系统到达电压失稳临界点,对应求交换容量极限为6 867 MW。考虑晋东南到南阳单回线路设计传输容量最大为6 800 MW,短时过载容量为6 800×1.3=8 840 MW,基于节点注入功率-电压变化比灵敏度计算所得的电网交换容量极限在热稳范围之内。

5结论

本文采用基于节点注入功率一电压变化比的灵敏度分析方法寻找系统的敏感节点,在静态电压稳定分析的基础上进行大区电网间交换容量极限评估。对“三华”电网2012年南送方式下华中为受端运行方式应用可得,电压最敏感的节点为豫南阳特高压1 000 kV母线,交换容量极限为6 867 MW。

离子交换容量 篇7

钾是农作物生长的3大要素之一。我国是农业大国,对钾肥的需求量与日俱增。但由于我国陆地钾矿资源短缺,钾肥自给率不足40%,每年需耗上百亿元外汇进口钾肥,这在很大程度上制约了我国农业的发展,甚至影响到国家的粮食安全。海水是化学资源的宝库,其中钾的总溶存量达550万亿t,为全球陆地总储量万余倍。因此,开发巨大的海水钾资源具有十分重要的经济价值和战略意义[1,2]。目前,最成熟的海水提钾技术一般采用的吸附交换剂是天然斜发沸石,但由于天然沸石含有一定量的杂质,斜发沸石纯度不高,对海水中K+的吸附交换容量仅为0.41~0.49mmol/g,即16~19mg/g,在一定程度上制约了海水提钾的发展[3,4]。近些年来,科研人员发现,天然沸石经改性后可在一定程度上提高其吸附或交换性能[5,6,7]。

基于此,本实验以内蒙古乌拉特前旗白庙子天然斜发沸石为研究对象,考察经不同改性方法所得沸石对海水中K+的吸附交换容量,以期找到有效的改性方法,提高对海水中K+的吸附交换容量,进而推进沸石法海水提钾技术的进一步发展。

1 实验

1.1 主要材料和仪器

天然斜发沸石取自内蒙古乌拉特前旗白庙子,呈土黄色,过18目和36目筛(粒径约为0.4~0.9mm),化学组成为(质量分数/%):SiO2 65.68、Al2O3 12.66、Fe2O3 0.79、MgO 1.21、CaO 2.75、Na2O 2.61、K2O 1.69。

化学试剂:四苯硼酸钠(NaB(C6H5)4)、季铵盐(CH3-(CH2)15NBr(CH3)3)、无水乙酸钠(CH3COONa)、氢氧化钠(NaOH)、无水乙醇(CH3CH2OH)、溴酚蓝(C19H10O5Br4S)、松节油等均为分析纯;硫酸镁(MgSO4)、氯化镁(MgCl2)、氯化钠(NaCl)、氯化铵(NH4Cl)、氯化钾(KCl)等均为工业级。

仪器设备:电子天平(FA1004)、磁力搅拌器(78-1A)、标准筛(18目、36目)、微波炉、超声波清洗器等。

1.2 方法和步骤

1.2.1 物理改性

电炉盐改性:在已有工作的基础上[8,9],将定量天然斜发沸石(记为Z)置于20% NaCl溶液中,在封闭电炉上进行加热改性,定时更换NaCl溶液,处理3次后水洗、干燥得钠型沸石(记为Na-ZN);于20% NH4Cl溶液中处理所得为铵型沸石(记为NH4-ZN)。

微波盐改性:在微波炉中按上述步骤操作可分别得钠型沸石(记为Na-ZM)和铵型沸石(记为NH4-ZM)。

超声波盐改性:将定量天然斜发沸石置于60~70℃的20% NaCl溶液中,在超声波条件下进行改性,定时更换NaCl溶液,处理若干次后水洗、干燥得钠型沸石(记为Na-ZU);于20% NH4Cl溶液中处理所得为铵型沸石(记为NH4-ZU)。

微波和超声波组合盐改性:将定量天然斜发沸石置于20% NaCl溶液中,在微波炉中进行加热改性,定时更换NaCl溶液,处理若干次后再置于60~70℃的20% NaCl溶液中,在超声波条件下继续进行改性,一定时间后水洗、干燥得钠型沸石(记为Na-ZMU);而先经超声波改性再经微波改性处理所得的钠型沸石记为Na-ZUM。

1.2.2 化学改性

(1)将氢氧化钠溶于水中,搅拌加热至80℃后加入定量氢氧化铝,再加入天然斜发沸石,搅拌一定时间后在微波炉中加热处理30min,水洗至中性,烘干得改性沸石ZCA。对沸石ZCA进行微波盐改性,洗涤干燥得沸石Na-ZCA;而将沸石ZCA在马弗炉中于340℃焙烧1.5h,再进行微波盐改性,洗涤干燥得沸石Na-ZCAR。

(2)将氢氧化钠和氯化钾按一定比例溶于水,搅拌加热至80℃后加入定量氢氧化铝,再加入天然斜发沸石,搅拌一定时间后在微波炉中加热处理30min,水洗至中性,烘干得改性沸石ZCB。对沸石ZCB进行微波盐改性,洗涤干燥得沸石Na-ZCB;而将沸石ZCB在马弗炉中于340℃焙烧1.5h,再进行微波盐改性,洗涤干燥得沸石Na-ZCBR。

(3)将氢氧化钠和氯化钾按一定比例溶于水,搅拌加热至80℃后加入定量氢氧化铝,再加入改性沸石Na-ZN或NH4-ZN,搅拌一定时间后在微波炉中加热处理30min,水洗至中性,烘干,然后在马弗炉中于340℃焙烧1.5h,再进行微波盐改性,洗涤干燥得沸石Na-ZCCR或NH4-ZCCR。

1.2.3 钾离子吸附交换性能测试

称取10g左右沸石样品,装入自制玻璃管(Φ8mm×60mm)中,以2mL/min的流速自上而下通入1000mL海水,通过测定流出液和原溶液中钾离子的浓度(mmol/L,下同)计算样品对海水中钾离子的吸附交换容量。

1.3 分析方法

溶液中钾离子浓度采用四苯硼酸钠容量法进行分析;改性沸石的晶体结构采用XRD(日本理学Rigaku-D/max-2500)进行表征,扫速4.0000(°)/min,管电压40kV,管电流30mA,Cu-Kα靶,石墨单色器。

2 结果与讨论

2.1 微波功率对物理改性效果的影响

以经电炉加热盐改性(6h)后所得改性沸石Na-ZN对海水中K+的吸附交换容量为参照,沸石在不同微波功率时处理45min(15min×3)后所得Na-ZM对海水中K+的吸附交换容量如图1所示。由图1可知,微波盐改性沸石对海水中K+的吸附交换容量随微波功率的增大明显增加,在微波功率为900kW时所得沸石Na-ZM对海水中K+的吸附交换容量可达0.55mmol/g,较电炉盐改性沸石有所增加,并且耗时明显缩短。分析认为,微波加热较普通电炉的加热改性效果好。

2.2 微波物理改性处理时间的影响

在900kW微波功率下对沸石进行不同时间的盐改性,所得沸石Na-ZM对海水中K+的吸附交换容量如图2所示。由图2可知,当微波盐改性处理时间超过30min后,所得沸石Na-ZM对海水中K+的吸附交换容量比Na-ZN高;微波盐改性处理时间的延长可增加Na-ZM对K+的吸附交换容量,处理150min后可达0.64mmol/g。分析认为,微波加热可大大缩短加热时间,同时能够促进沸石内外的阳离子交换。考虑到处理耗时和操作的复杂度,微波盐改性时间以75~100min为宜。

2.3 超声波物理改性处理时间的影响

不同超声波盐改性处理时间时所得沸石对海水中K+的交换容量如图3所示。由图3可知,相对于电炉加热盐改性,超声波盐改性不能改善沸石对海水中K+的吸附交换容量,对海水中K+的吸附交换容量较小,并与处理时间无明显相关性。分析认为,原因是超声波盐改性时操作温度较低(<70℃,超声波清洗器中液体的温度不能超过80℃),从而使得改性效果较差。但考虑到超声波具有疏通沸石内部孔道的作用,因此可以推测,若盐溶液温度达95℃或更高,则超声波盐的改性效果将有望优于电炉加热盐的改性效果。

2.4 微波和超声波组合物理盐改性效果

天然斜发沸石经20min超声波盐改性、45min微波盐改性、组合盐改性Ⅰ(20min超声波盐改性+45min微波盐改性)以及组合盐改性Ⅱ(45min微波盐改性+20min超声波盐改性)所得沸石对海水中K+的吸附交换容量如图4所示。由图4可知,超声波与微波组合盐改性较单一盐改性所得沸石对海水中K+的吸附交换容量高,与微波和超声波盐改性顺序基本无关,这也从侧面验证了超声波盐改性可有效疏通沸石内部的孔道。

2.5 微波化学改性效果

分别以天然斜发沸石和电炉加热盐改性沸石为原料,在微波条件下利用改性剂Ⅰ(NaOH和Al(OH)3)或改性剂Ⅱ(NaOH、KCl和Al(OH)3)进行微波化学改性处理,所得改性沸石对海水中K+的吸附交换容量如图5所示。由图5可知,天然斜发沸石经微波化学改性后,再经盐改性可有效增加其对海水中K+的吸附交换容量,但较电炉加热盐改性所得沸石Na-2N的性能要差;而先用电炉加热盐改性沸石再用微波化学和盐改性后,其对海水中K+的吸附交换容量显著增加,可达0.71mmol/g。

2.6 不同改性沸石的晶体结构对比

不同改性方法所得沸石的XRD图谱如图6所示。由图6可知,天然斜发沸石经上述不同方式改性后,部分非晶态物质去除,所得沸石的晶体结构(2θ对应的特征峰)均与原矿基本一致,仅是特征峰所对应的2θ随着对K+吸附交换容量的增大稍向左偏,表明其结构是与其对海水中K+具有选择吸附交换性相对应的。当2θ=24~38°时,随着所对应衍射峰强度的提高和结晶度的提高,改性沸石对海水中K+的吸附交换容量增多。

3 结论

天然斜发沸石经微波盐改性后可有效增加对海水中K+的吸附交换容量,且随微波功率增大和处理时间延长,吸附交换容量增多,超声波和微波组合盐改性可进一步增加其对海水中K+的吸附交换容量;微波化学盐改性可显著增加改性沸石对海水中K+的吸附交换容量,在本研究范围内可达0.71mmol/g,即约27.69mg/g。经不同方法改性后所得沸石与天然斜发沸石相比,结晶度提高,晶体结构未被破坏,基本相同。

摘要:为提高天然斜发沸石对海水中K+的吸附交换容量,对天然沸石进行了电炉、微波和超声波加热物理改性以及微波化学改性研究。重点考察了不同微波功率和处理时间时盐改性以及不同微波化学改性条件下所得沸石对海水中K+的吸附交换容量,同时对不同改性沸石的晶体结构进行了XRD表征。结果表明,天然斜发沸石经微波盐改性后对海水中K+的吸附交换容量有所提高,并随微波处理功率的增加和时间的延长而增大;经微波化学改性后吸附交换容量显著提高,可达0.71mmol/g;各种改性方式未对沸石的结构构成破坏,所得改性沸石的晶体结构基本相似。

关键词:斜发沸石,改性,微波,超声波,交换容量

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