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Na~+、Mg~(2+)//Cl~-、SO_4~(2-)-H_2O体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐区域研究

作　者: 崔世广
导　师: 周桓
学　校: 天津科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 水盐体系相图 非平衡相图 沸腾蒸发 非平衡热力学 结晶动力学
分类号: O642.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


目前用于水盐体系的有平衡相图、介稳相图、热力学非平衡态相图等几种。在高温、沸腾蒸发条件下,很多体系的盐类析出规律与平衡相图和介稳相图的分析结果有差别,对不同的体系,差别程度也不同。考虑到这种特殊的盐类析出规律和固液相关系关系存在于非平衡条件下,因此将非平衡热力学与溶液结晶动力学理论相结合,研究海水体系在高温沸腾蒸发析盐规律。本研究对Na+、Mg2+//SO42-—H2O三元体系进行沸腾蒸发实验,采用平衡态共饱溶液等温沸腾蒸发结晶法,得到该体系在等温沸腾蒸发条件下的非平衡态稳定成盐相区和非平衡态介稳成盐相区。本研究对Na+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O四元体系进行沸腾蒸发实验,采用平衡态共饱溶液等温沸腾蒸发结晶法,测得在等温沸腾蒸发条件下Na2SO4、Van、Low、M1和NaCl的极限析出区域,根据固液相组成的变化规律,确定NaCl的非平衡态稳定成盐相区和非平衡态介稳成盐相区。实验结果表明,在非平衡条件下的的成盐特征与平衡态相图和介稳相图的分析结果有较大差别,不仅相区的大小、位置发生不同程度的变化,而且对于不同的盐类,非平衡相区在该盐总的成盐区所占比例也相差很大。非平衡相区产生的原因是在蒸发结晶的非平衡条件下,各种盐成盐所需推动力不同,在连续蒸发结晶过程中的结晶推动力即过饱和度小于初始成盐时的过饱和度。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1. 前言  8-10
2. 总论  10-21
  2.1 平衡相图  10-11
  2.2 介稳相图  11-12
  2.3 热力学非平衡态相图  12
  2.4 水盐体系相图研究的实验方法  12
    2.4.1 平衡相图的实验方法  12
    2.4.2 介稳相图的实验方法  12
    2.4.3 热力学非平衡态相图的实验方法  12
  2.5 电解质溶液理论  12-14
    2.5.1 电解质溶液模型  12-13
    2.5.2 Pitzer电解质溶液模型的发展及应用  13-14
    2.5.3 Pitzer电解质溶液模型的发展与应用  14
  2.6 溶液结晶动力学理论  14-18
    2.6.1 成核过程  14-16
    2.6.2 结晶生长  16-18
  2.7 非平衡热力学及其在相图研究上的应用  18-21
    2.7.1 非平衡热力学及非平衡定态相图  18-19
    2.7.2 非平衡热力学在水盐体系研究的应用设想  19-21
3. 海水体系的非平衡现象及论文的研究内容  21-25
  3.1 海水体系非平衡态成盐现象  21-23
  3.2 研究内容  23-25
4. 实验  25-28
  4.1 实验试剂  25
  4.2 实验设备与仪器  25
  4.3 实验装置  25-26
  4.4 实验方法  26
  4.5 实验过程  26-27
  4.6 分析检测方法  27
  4.7 实验数据处理及相图的绘制  27-28
5. MgSO_4-Na_2SO_4-H_2O三元体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐区域测定  28-33
  5.1 三元体系非平衡态稳定成盐区域测定  28-30
    5.1.1 实验  28
    5.1.2 结果与讨论  28-30
  5.2 三元体系非平衡态介稳成盐区域测定  30-32
    5.2.1 实验  30
    5.2.2 结果与讨论  30-32
  5.3 小结  32-33
6. Na~+、Mg~(2+)//Cl~-、SO_4~(2-)—H_2O四元体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐区域测定  33-56
  6.1 四元体系非平衡态Na_2SO_4成盐区域测定  33-37
    6.1.1 实验  33
    6.1.2 结果与讨论  33-37
  6.2 四元体系非平衡态Van成盐区域测定  37-41
    6.2.1 实验  37
    6.2.2 结果与讨论  37-41
  6.3 四元体系非平衡态Low成盐区域测定  41-45
    6.3.1 实验  41
    6.3.2 结果与讨论  41-45
  6.4 四元体系非平衡态NaCI成林区域测定(一)  45-50
    6.4.1 实验  45
    6.4.2 结果与讨论  45-50
  6.5 四元体系非平衡念NaCl成盐区域测定(二)  50-55
    6.5.1 实验  50
    6.5.2 结果与讨论  50-55
  6.6 小结  55-56
7. 结论  56-60
  7.1 MgSO_4-Na_2SO_4-H_2O体系非平衡态成盐区域  56-57
  7.2 Na~+、Mg~(2+)//Cl~-、SO_4~(2-)—H_2O体系的非平衡态复盐成盐区域  57-58
  7.3 Na~+、Mg~(2+)//Cl~-、SO_4~(2-)—H_2O体系的非平衡念NaCl成盐区域  58-60
8. 展望  60-61
9. 参考文献  61-68
10. 攻读硕士期间论文发表情况  68-69
11. 致谢  69-70
附录  70-72

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学热力学、热化学、热力学平衡 > 热力学平衡 > 相平衡
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