铁酸锌中锌的绿色浸出同步除铁实验研究

以七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)为浸出剂,通过无酸氧压浸出工艺,实现铁酸锌(ZnFe₂O₄)中的锌的高效浸出和铁的同步分离。研究分析了FeSO₄·7H₂O与ZnFe₂O₄的质量比、反应温度、反应时间、氧分压对锌浸出和铁沉淀的影响。结果表明,在FeSO₄·7H₂O与ZnFe₂O₄质量比为10∶5,反应温度为180℃,氧分压为2 MPa,反应时间为3 h条件下,锌的浸出率可达87.65%,而铁以Fe₂O₃的形式存在浸出渣中,浸出液中铁的残留率仅为0.56%,实现了锌铁高效分离。该实验验证了FeSO₄·7H₂O浸出含锌粉尘中锌同步除铁的可行性,为利用FeSO₄·7H₂O对含锌电炉粉尘中锌的绿色提...     

铁酸锌气体还原的热力学分析

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe₂O₄在CO-CO₂气体还原过程中的热力学行为.ZnFe₂O₄的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe₂O₄很容易被CO还原到ZnO和Fe₃O₄.较高温度条件下,Zn O的气体还原易于Fe O的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe₃O₄或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷.      

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣是湿法炼锌工艺中常见的固体废物,且均为我国禁止进口的固体废物。这两种固体废物中锌含量较高,常冒充锌精矿向我国进口。因此实验针对湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣进行鉴别,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对制得粉末样品中的元素进行分析,结果表明,湿法炼锌浸出渣的主要元素为Fe、Zn,黄钾铁矾渣的主要元素为Fe、S、Zn,且湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣中均含有As、Cd、Ga、In、Ag等元素。再利用X射线衍射仪(XRD)对粉末样品中存在的物相进行分析,湿法炼锌浸出渣的主要物相为ZnFe₂O₄,并含有少量PbSO₄、Zn₂SiO₄、ZnS,黄钾铁矾渣的主要物相为KFe₃(SO₄)₂(OH)₆、ZnFe₂O₄、Zn₂SiO₄。实验建立的湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别方法为进口固体废物的监管提供了技术支持。     

高能机械研磨制备铁氧体的研究

通过高能机械研磨的方法直接将ZnO和α-Fe₂O₃混合粉末合成尖晶石型铁氧体粉末,采用高能机械研磨和热处理相结合的工艺,由BaO、ZnO和α-Fe₂O₃制备超细晶的BaZn₂Fe₁₆O₂₇型六角铁氧体,采用X射线衍射（XRD）分析不同研磨时间ZnFe₂O₄和BaZn₂Fe₁₆O₂₇铁氧体形成的化学反应过程,研究发现ZnFe₂O₄反应过程分阶段进行,反应合成的ZnFe₂O₄铁氧体粉末的平均晶粒度小于10nm;通过机械研磨和热处理相结合的工艺可以制取晶粒尺寸为100~200nm的超细晶BaZn₂Fe₁₆O₂₇铁氧体粉末。     

由铁鳞制备纳米氧化铁可见光光催化剂

以铁鳞为原料,采用水热法成功制备不同形貌的纳米Fe₂O₃光催化剂.探讨了不同浓度的盐酸、液固比及反应时间对铁鳞浸出规律的影响.系统研究了铁鳞浸出液的纯度对于水热法制备纳米Fe₂O₃的微观形貌和光催化性能的影响.结果表明:8 g铁鳞与150 mL浓度为3 mol·L-1的盐酸溶液在100℃回流反应2 h,铁鳞的浸出率达到约93%且浸出液纯度较高.浸出液中的杂质离子改变了纳米Fe₂O₃的微观形貌和晶体的择优生长方向.另外,以铁鳞为原料制备出的纳米Fe₂O₃可见光光催化性能较好,光降解罗丹明B溶液60 min后,其降解率可达87%左右.      

静电纺丝法制备钴酸镍及其电化学性能试验研究

研究了采用静电纺丝法制备NiCo₂O₄纳米纤维前驱体，并将煅烧后的NiCo₂O₄纤维用作锂离子电池负极材料，考察了其电化学性能。结果表明：质量比2∶1的Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂经电纺可制备出直径约400 nm的NiCo₂O₄纳米纤维前驱体；以NiCo₂O₄纤维作负极材料的锂离子电池首次放电比容量为1 141 mAh/g, 100次循环后放电比容量约为415 mAh/g;电池内部成分电阻仅为3.77Ω,循环性能稳定。     

纳米Fe3O4应用及制备工艺研究进展

纳米Fe₃O₄是一种具有优异特性的磁性纳米材料。本文介绍了纳米Fe₃O₄的基本性质及应用, 综述了沉淀法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等纳米Fe₃O₄制备工艺的原理、研究现状、优缺点及发展趋势, 并指出将多种工艺相结合可制备出更优异的纳米Fe₃O₄。     

锂离子电池正极材料锰酸锂制备方法的研究进展

LiMn₂O₄以其价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,成为最有希望取代LiCoO₂的主流材料之一.LiMn₂O₄的生产制备方法众多,文中详细介绍了锰酸锂的晶体结构特点,阐述了锰酸锂的各种制备方法,探讨了采用不同的原料、不同的制备方法对提高锰酸锂性能的差异.从电解液方面、尖晶石锰酸锂晶体结构层面分析了其容量衰减的原因,希望能够为锰酸锂材料的研究者提供借鉴,为其生产提供理论依据.     

La2O3掺杂纳米W粉致密化行为与性能

采用溶液燃烧合成法制备了La₂O₃掺杂纳米钨（W）粉,分析了La₂O₃掺杂纳米W粉的致密化行为及La₂O₃对纳米W粉致密化行为的影响,研究了烧结后合金的显微组织形貌、导热性能及显微硬度。结果表明,La₂O₃会显著抑制纳米W粉的致密化速度,纯W粉在1350 ℃烧结后的相对密度可达到96.2%,而La₂O₃掺杂纳米W粉在1500 ℃烧结后的相对密度仅为95.0%。在1500 ℃烧结后的La₂O₃掺杂W合金的晶粒尺寸为0.57 μm,比纯W粉烧结合金的晶粒尺寸小一个数量级,因此其导热性能也较纯W粉烧结合金有所降低,但是显微硬度得到显著提升。     

含锌冶金尘泥特性分析及锌铁分离

为实现含锌冶金尘泥节能、环保、低碳的资源化利用，对原料进行水分、粒度、化学成分、物相组成、SEM-EDS等物理化学特性分析。结果表明：含锌冶金尘泥的水分为3.43%、水分容易脱除，颗粒大小不一、细小颗粒会聚集成团和黏附于大颗粒表面，具有回收利用价值的成分主要为锌和铁，含量分别为5.06%和29.24%,其中锌主要以ZnFe₂O₄的形式存在于细小颗粒中、铁主要以Fe₂O₃的形式存在。含锌冶金尘泥的锌铁分离试验研究表明：直接磁选和常规焙烧—磁选的锌铁分离效果均不理想，微波焙烧—磁选可以达到较好的锌铁富集分离效果；在微波焙烧温度700℃、焙烧时间10 min的条件下，磁选精矿产率为61.67%、铁含量为54.39%、锌含量为2.62%,磁选尾矿锌含量为12.15%、铁含量为9.74%,磁选精矿和磁选尾矿均能实现较好的资源化回收利用。     

铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析

为了回收铜冶炼闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣中铜,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对样品中的元素进行了分析,再利用X射线衍射仪(XRD)测定了闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的物相组成,最后采用Rietveld全谱图拟合法分析出各个物相的含量。闪速熔炼炉渣的主要物相为Fe₂SiO₄和Fe₃O₄,其质量分数分别为75.04%和24.96%。闪速吹炼炉渣的主要物相为ZnFe₂O₄、Ca₄Fe₉O₁₇、Ca₂Fe₂O₅、CuFeO₂、Cu₂O、Cu和PbO,其质量分数分别为45.06%、10.01%、10.29%、6.29%、17.74%、9.12%和1.47%,闪速吹炼炉渣的主要物相与常规转炉吹炼炉渣的主要物相不同。在闪速熔炼炉渣样品和闪速吹炼炉渣样品中加入一定量的Al₂O₃,Rietveld全谱图拟合法分析出样品中Al₂O₃的质量分数与实际值一致,可见上述物相定量分析结果是准确的。研究结果能为闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的回收利用提供基础数据。     

LiClO4预氧化Ni0.8Co0.17Al0.03(OH)2提升锂离子电池的循环稳定性

层状高镍正极材料（LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂）因为具有高的镍含量，相比于LiCoO₂拥有更高的比容量和更低的成本，受到了大众的欢迎。然而，循环过程中容量的快速衰退阻碍了LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂的进一步商业化使用。其中，Li+/Ni2+混排现象是造成材料不良循环性能的主要原因之一。本文中，使用具有强氧化性的LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理。X射线衍射（XRD）测试和精修结果显示，LiClO₄处理后的LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（LiClO₄-NCA）样品有着更低的Li+/Ni2+混排程度，这与X射线光电子能谱（XPS）测试得到的正极材料中Ni2+/Ni3+结果相一致。电化学测试结果显示，LiClO₄-NCA相比于原始样品LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（NCA）具有更优异的循环性能，1 C倍率循环100圈后，LiClO₄-NCA的容量保持率（94.3%）明显高于NCA（82.4%）。LiClO₄-NCA优异的电化学性能归因于LiClO₄促进了材料中的Ni2+转化为Ni3+，减少了阳离子混排现象，保持了更完整的层状结构。因此，LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理可以改善材料中的Li+/Ni2+混排现象，优化层状高镍正极材料的循环稳定性。      

烧结机除尘灰制备纳米氧化铁及其气体传感特性

烧结机机头除尘灰是炼铁过程中产生的高铁含量小颗粒粉末固体废弃物,如何处理机头除尘灰一直是冶金领域的难点问题.鉴于其较高的铁含量,开发了一种以烧结机除尘灰为原料,通过控制还原剂与铁元素的比例,制备高附加值的类球状α-Fe2O3、Fe3O4纳米颗粒以及Fe3O4/Fe2O3纳米复合物的方法.利用多晶X射线衍射仪(XRD)、...     

负载金纳米颗粒的Ag-MOFs合成及其在过氧化氢检测中的应用

电化学传感方法检测H₂O₂含量具有很多优点,已有很多文献报道。然而,受纳米材料形貌、传感界面构建方法等因素的影响,其灵敏度和检出限有待进一步提高。实验通过水热法合成了银-对苯二甲酸金属-有机骨架纳米复合材料(Ag-MOFs),为提高传感器的分析性能,又将金纳米颗粒(AuNPs)负载于Ag-MOFs表面,合成了AuNPs/Ag-MOFs,从而构建了一种新颖的无酶H₂O₂电化学传感器。使用透射电镜表征,发现Ag-MOFs呈棒状,长400~600nm。通过循环伏安法、安培法等电化学方法测定了电化学传感器的性能。所构建的电化学传感器对H₂O₂的还原具有优异的催化性能,催化电流与H₂O₂浓度在0.6μmol/L~18.5mmol/L呈线性关系,灵敏度高达219.5μA·(mmol/L)^-1·cm^-2,检出限为0.3μmol/L(S/N=3)。选择3个消毒剂样品,实验前,首先稀释样品溶液,再采用电化学传感器测定了其中H₂O₂浓度,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)小于4%;且与KMnO₄滴定法测定结果基本一致。     

锂离子电池用CuFe2O4立方颗粒负极材料的合成及其电化学性能

金属氧化物材料具有多倍于商业石墨负极的理论容量,但此类材料在储锂过程中会出现体积膨胀,导致活性物质粉化脱落,影响锂离子电池的循环寿命。以金属有机框架（MOFs）普鲁士蓝立方体为自牺牲模板合成了空心CuFe₂O₄立方颗粒,并将其作为锂离子电池的负极材料。CuFe₂O₄立方块的粒径范围在300~500 nm之间,壳层厚度为40 nm。电化学测试表明CuFe₂O₄立方颗粒在200 mA/g电流密度下循环200次后放电容量仍能达到742.4 mAh/g,出色的性能得益于颗粒的中空结构能够有效缓解因储锂而产生的体积膨胀,从而延长锂离子电池的循环寿命。      

三聚氰胺修饰的磁性O-羧甲基壳聚糖对锌(Ⅱ)的吸附性能

以环氧氯丙烷和O-羧甲基壳聚糖为原料,制备环氧化O-羧甲基壳聚糖(OCMC)后,再与Fe₃O₄和三聚氰胺 (MA)复合,制得三聚氰胺修饰的磁性O-羧甲基壳聚糖吸附剂(MA-OCMC/Fe₃O₄)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征其结构与官能团,并考察不同条件对吸附Zn²⁺的影响,同时研究其吸附动力学与等温吸附模型的特征。结果表明,控制pH值为6.0,0.13 g MA-OCMC/Fe₃O₄在100 mL 100 mg/L ZnCl₂溶液中吸附60 min后达到平衡,吸附行为符合拟二级动力学模型与Langmuir等温吸附模型特征,属于单分子层化学吸附,理论饱和吸附量(86.96 mg/g)接近实际饱和吸附量(86.48 mg/g)。在循环吸附-解吸6次后,MA-OCMC/Fe₃O₄对Zn²⁺的吸附率仅降低5.2%,具有良好的重复利用性,适用于含Zn²⁺废水的处理。     

Al2O3-V2O5体系的热力学优化

在对Al₂O₃-V₂O₅体系相图、热力学数据以及晶体结构数据进行综述与评估的基础上，采用相图计算方法对Al₂O₃-V₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述，利用对近似处理液相中存在的短程有序.将液相模型的最大短程有序设置在AlVO₄处，将VO₄3-当作液相中V₂O₅的基本组成单元.体系中AlVO₄相看作线性化合物.计算结果很好的重现了选定的实验数据，获得了一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质，为Al₂O₃负载V₂O₅型催化剂催化性能的提高打下坚实的基础.