七水硫酸锌结晶过程研究

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1、天津大学硕士学位论文七水硫酸锌结晶过程研究StudyontheCrystallizationProcessofzincsulfateheptahydrate学科专业：化学工程研究生：周甫立指导教师：侯宝红副教授天津大学化工学院2017年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签

2、名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要七水硫酸锌是一种重要的无机化工产品，在工业、农业等方面有诸多的应用。国内生产企业在七水硫酸锌生产过程中存在产品粒度小、粒度分布不均匀、过程收率低等问题。这些问题的存在影响了国产七

3、水硫酸锌晶体产品的品质。为了解决这些问题，本文对七水硫酸锌结晶过程的热力学、动力学、晶体形态学及结晶工艺进行了系统的理论分析与实验研究。采用平衡法测定了不同温度下七水硫酸锌在水中的溶解度，并利用固液平衡方程拟合了七水硫酸锌在不同温度下的溶解度方程；测定分析了纯七水硫酸锌不同降温速率下的介稳区与诱导期,为结晶工艺条件的优化提供热力学和动力学依据。培养出了七水硫酸锌与六水硫酸锌的单晶，利用X射线单晶衍射仪测定了七水硫酸锌晶体的结构；利用materialstudio分子模拟软件对其两种晶习进行了比较，并对结果进行了分析。采用微乳液的方式制备出了七水硫酸锌的中空球

4、形结构，考察了影响球形结构的不同因素，并对球形结构的形成机理进行了理论解释。最后，通过考察结晶液起始浓度、降温速率、搅拌速率及晶种加入等操作参数对七水硫酸锌晶体产品的粒度及粒度分布的影响，确定了优化的结晶工艺条件；实验得到的晶体产品的粒度和粒度分布均优于厂家产品。以上所有研究结果经查新尚未见到文献报道。关键词：七水硫酸锌；晶习；粒度分布；结晶热力学；中空球形ABSTRACTZincsulfateheptahydrateisanimportantinorganicchemicalproduct，whichiswidelyusedinindustry,agri

5、cultureandotherfields.However,therearestillsomeproblemsexistingduringthemanufacturingprocessindomesticfactoriessuchasunpleasantcrystalsizedistributionandundesiredcrystalsize.Addressingtheseissues,thethermodynamics,kinetics,crystalmorphologyandcrystallizationprocesswerestudiedthoro

6、ughlyinthisresearch.TheequilibriummethodwasusedtomeasurethesolubilityofZincsulfateinwateratdifferenttemperatures,andtheABCmodel,theλhmodelandthevanthoffmodelwereappliedtofitthesolubilityofZincsulfate.Inordertooptimizetheoperationalconditions,themetastablezoneandtheinductionperiodo

7、fZincsulfateheptahydrateweremeasured.ThesinglecrystalsofzincsulfateheptahydrateandhexahydratewerecultivatedsuccessfullyandthecrystalstructureswereobtainedthroughX-raysinglecrystaldiffraction.ThetwocrystalhabitsweresimulatedthroughBFDHmodel,andthemorphologycomparisonofthetwosinglec

8、rystalswerediscussed.Anovelmicroe