高教探索2025年第05期：微波-超声辅助制备α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须用于油水分离

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作者：张立涛^1;2;苏一鑫³;李菊^1;2;李雲^1;2;郭宏飞^1;2;曹吉林^1;2

单位：河北工业大学 化工学院，天津 300401;教育部海水资源高效利用化工技术工程研究中心，天津 300401;中化国际新材料(河北)有限公司，河北 石家庄 050000

摘要：为实现脱硫石膏的高值化利用,利用微波-超声技术辅助,脱硫石膏在甘油-水体系中以MgCl₂作为晶型控制剂,快速合成α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须。研究了反应温度和反应时间、超声功率、V(甘油)/V(水)以及MgCl₂添加量对产物的影响,探讨了微波-超声技术对α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须合成过程的强化机制。实验结果表明,所得到的α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须直径约为200 nm,长径比约为30。微波-超声可在短时间内溶解大量的脱硫石膏,产生大量晶核,形成更小尺寸的产物。同时,超声的分散作用避免合成的α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须沿[100]方向的定向聚集。将α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须用于油水分离,分离效率可达98%。经过油水分离后的固相产物可以重新合成α-CaSO₄·0.5H₂O纳米晶须,实现循环利用。

关键词：脱硫石膏;α-CaSO₄·0.5H₂O;纳米晶须;微波-超声;油水分离

基金资助：国家自然科学基金(22478095;22008049);河北省重点研发计划(22374101D);河北省研究生创新资助计划(CXZZSS2023032)。