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3. 2. 4 硫酸濃度對氨氮去除效果的影響:油膜中硫酸濃度的高低直接影響氨氮吸收量的多少, 濃度越高, 吸收越多, 相應的運行成本越低。在室溫(25 ℃), 氨氮廢水pH=11, 乳水比為1 ： 10, 攪拌速度200 rad/ min,反應時間20 min 的情況下, 考察不同硫酸濃度對氨氮去除的影響,實驗結果
由表4 可以看出, 隨著硫酸濃度的增大, 氨氮的去除效果變化不大, 當硫酸濃度為31%時, 出水氨氮濃度反而升高, 實驗中發現, 在此濃度下, 反應結束后油相和水相分相不明顯,不能完全分離。分析認為隨著硫酸濃度增加, 乳化油的穩定性越來越差, 綜合考慮, 硫酸的濃度為26%時較好。

3. 2. 5 油內比(煤油V3 / 硫酸溶液V4 )對氨氮去除效果的影響:考察不同油內比(V3 / V4 )制備的乳化液,在pH=11, 反應圖1 中分別將其表示為所占空間體積V顯和V閉,

致密材料部分的體積為V密。理論上閉氣孔不能充入水, 因此顯氣孔體積可由充入水的總質量計算出, 即V顯= (m3 -m1 ) / ρ1 。在稱取試樣浮重時, 物體所受的浮力為(m1 -m2 )g, 這是由V密和V閉兩部分體積共同排水所產生的, 即ρ1 g(V密+V閉)= (m1 -m2 )g, 化簡得到V密+V閉= (m1 -m2 ) / ρ1 。此時, 可得到試樣的宏觀總體積V總=V密+V閉+V顯, 那么材料的體積密度、致密度、氣孔率以及顯氣孔都可以計算出。通過建立簡單的模型, 可使學生更加深入的理解相應數據的計算過程, 辨別清楚顯氣孔率、閉氣孔率、真氣孔率以及致密度等概念的區別。最重要的是通過測試原理的深入分析, 學生能夠真正掌握并且靈活判斷體積密度結果可能產生的偏差與原因, 從而有效避免一些錯誤數據的出現。

4. 結 語

針對材料化學專業實驗課程中的《多孔氧化鋁陶瓷體積密度測定》實驗, 我們發現在多孔陶瓷制備過程中可能會出現孔隙分布不均勻或孔隙率不可控的問題, 以及在體積密度測定過程中結果偏差較大的問題, 根據與學生交流和對問題的仔細探討, 分析了出現這些問題的原因, 并提出了相應的注意事項和實驗操作改進方法。為了保證混料的均勻性, 可使用石墨粉作為造孔劑, 并且可以采用球磨法實現高效的混料。燒結溫度和保溫時間也直接影響著材料的孔隙率, 溫度過高會導致閉氣孔增多。在體積密度測定過程中, 要演示指導學生測試表觀質量和濕重時的正確操作, 通過建立材料微觀結構的簡化模型, 透徹的分析與材料致密度相關性能的計算過程, 學會分析誤差產生的原因以及操作注意事項, 加深對體積密度概念的理解。以上實驗授課方案的改進不僅可以使學生制備出高質量的多孔陶瓷材料與測試出準確的體積密度結果, 還能夠培養學生一絲不茍的學習態度, 從而對材料化學專業實驗產生興趣。

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