采用热解浮选回收废旧锂离子电池中磷酸铁锂

随着全球磷酸铁锂电池退役量的增加，废旧磷酸铁锂电池电极材料的高效分离与回收利用技术亟待突破。本研究采用热解工艺去除废旧锂离子电池中磷酸铁锂颗粒表面的有机黏结剂，通过改变其表面润湿性，以实现正负极颗粒的高效浮选分离。借助XRD、XPS、SEM-EDS、TEM等手段，系统研究热解对电极材料表面元素含量、化学态变化、形貌、物相和粒径的影响，揭示热解对电极材料表面改性的机理。结果表明：随着热解温度的升高，磷酸铁锂暴露出大量亲水性表面；随着热解时间的延长，磷酸铁锂的亲水性先增加后降低。当热解温度为500℃时，聚偏氟乙烯(PVDF)中的—(CH₂CF₂)_n—完全断裂，热解产物单分子氟化物继续分解，留下热解碳。磷酸铁锂物相和粒径在热解过程中基本保持不变。对最佳热解条件下(600℃、30 min)得到的热解产物进行浮选分离，精矿中磷酸铁锂品位为87.88%，回收率为95.17%。以回收的磷酸铁锂精矿作为正极材料制备电池，其在0.2C充放电倍率下的放电比容量为133.65 mA·h/g。     

单晶钛酸铋纳米片的XPS和Raman特性

以Bi（NO3）3·5H2O和Ti（OC4H9）4为原料，NaOH为矿化剂，采用水热法制备了形貌规则的单晶Bi4Ti3O12纳米片。X射线衍射（XRD）结果表明，所合成的产物为正交相层状钙钛矿结构的Bi4Ti3O12。场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究显示：样品是由大量边缘尺寸接近200nm，厚度约为15nm的片状结构组成。利用X射线光电子能谱（XPS）研究产物的化学组分和价态分布。室温拉曼光谱研究表明，Bi4Ti3O12纳米片的声子寿命和热稳定性低于相应的块体材料。     

Review on Comprehensive Recovery of Valuable Metals from Spent Electrode Materials of Nickel-Hydrogen Batteries

在废电池中含有大量有价金属,如镍、钴、稀土元素等。从废电池材料中回收有价金属不仅能保护环境,还能利用资源并能降低电池生产成本。与其他电池类似,任意丢弃废镍氢电池将导致严重污染,因而从废弃镍氢电池中回收有价金属的意义重大。本文综述了废弃镍氢电池回收问题,并详细介绍了几种回收技术。此外,展望了从镍氢电池废弃电极材料中综合回收有价金属的前景。     

热浸涂银/氯化银参比电极性能研究

    使用热浸涂法制备了银/氯化银(Ag/AgCl)参比电极.通过SEM和EDX对电极表面的形貌和成分分析发现,在AgCl晶界的交界处易被优先还原.XRD分析表明,浸涂温度升高,Ag/AgCl电极的晶粒尺寸变小.电化学性能测试表明,热浸涂Ag/AgCl电极具有良好的电位稳定性;随着浸涂温度的升高,Ag/AgCl电极的极化电阻减小,双电层电容增大,比表面积增大,耐极化性能有所提高.     

合成交换法制备Alx/HKUST-1催化CO低温还原NO

采用合成交换法成功制备双金属铜基有机金属骨架材料Al_x/HKUST-1(x=1/24,1/12,1/6,1/3),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及H₂程序升温还原(H₂-TPR)技术对其进行表征。研究结果表明,Al_x/HKUST-1维持前躯体(HKUST-1)的正八面体结构,掺铝(Al³⁺)后,HKUST-1的热稳性和还原性能均得到提高。Al_1/12/HKUST-1表现出最佳的催化活性,温度为210℃时,催化脱硝率达到100%,相比HKUST-1降低了50℃。催化反应后,Al_1/12/HKUST-1中Al、Cu和O的价态种类没有发生改变,但是不同价态的Al、Cu和O的含量比值发生了明显变化。Al_x/HKUST-1的催化过程遵循Langmuir-Hinshelwood反应机理。     

高铅渣液态还原过程中有价金属分布

以铅精矿氧化熔炼产生的高铅渣为原料,通过静态实验研究其熔池熔炼还原过程。使用X射线衍射(XRD)和等离子体发射光谱(ICP)对反应原料及产物进行分析,探讨铁硅比、钙硅比、还原煤用量、还原温度、还原时间等对有价金属元素(Pb、Cu、Zn)在高铅渣还原产物中分布的影响。结果表明:静态实验中的Pb、Cu主要进入金属相,而Zn则基本进入还原渣中。最有利于有价金属综合回收的工艺条件如下:铁硅比1.25,钙硅比0.8,还原时间为60 min,还原温度为1200℃,还原剂的用量为理论量的1.3倍。     

气体介质对常压等离子体还原氧化铜的影响

目的研究不同等离子体还原介质和还原时间对氧化铜还原的影响。方法采用等离子焰流扫描试样,应用扫描电镜观察还原后试样的表面微观形貌,通过X射线衍射仪分析试样处理前后表面相成分的变化。结果采用N2+热氨为气体介质,其还原产物为Cu4O3和Cu3O,相对于其他气体介质得到的还原产物Cu2O,能将Cu2+还原至更低的价态。还原时间为40 s时,主要还原产物为Cu3O,其氧含量低于Cu O,随着时间延长,亚稳相Cu3O逐渐转变成较稳定的Cu2O;当还原时间为100 s时,析出Cu单质。结论 N2+热氨是还原性较强的气体介质。氧化铜中铜离子价态随还原时间增加而降低,同时伴随亚稳定相Cu3O向Cu2O转变现象。还原过程中高能电子对Cu O颗粒有加热熔融作用,激发态的活性粒子发挥主要的还原作用。     

阴离子对P110钢表面富铁相硫化亚铁腐蚀产物膜保护性的影响

通过Mott-Schottky法和失重法,研究了两种阴离子溶液(Na2 SO4和NaHCO3)对P110钢表面富铁相硫化亚铁(FeS1-x)腐蚀产物膜保护性的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对其保护性的变化进行了解释.结果表明:经过Na2 SO4溶液浸泡的腐蚀产物膜更容易...     

斑铜矿在50℃浸出过程中的铜物相转化（英文）

研究斑铜矿在50°C的混合中等嗜热微生物浸出。通过XRD和XPS表征在斑铜矿浸出过程中形成的中间产物,并利用φh-p H图和循环伏安曲线进一步分析斑铜矿浸出过程中铜状态的转化。结果表明:较高的溶液(氧化还原)电位更有利于斑铜矿的浸出;在斑铜矿的浸出过程中可能形成方黄铜矿、铜蓝、黄铜矿以及二硫化物和多硫化物等中间产物;Cu 2p光电子能谱显示,斑铜矿和中间产物中铜的价态均为+1。斑铜矿和黄铜矿之间可以相互转化,并且两者都可以进一步转化为铜蓝和/或辉铜矿。     

高温氯化物熔体中Tb氧化物析氯电催化作用机理

在 70 0℃的高温氯化物熔盐中采用电化学暂态技术 ,结合SEM和XPS等表面物理检测手段 ,对稀土铽氧化物电极的表面物理化学和电化学表面特性进行表征。结果表明 ,热分解产物为非化学计量的混合价态铽氧化物 ,电极表面结构显微观“龟裂”状态。稀土铽氧化物高温析氯电催化作用的氧化还原机理是变价Tb氧化物在电极表面起活性中心的作用 ,能降低Cl析出活化能。从稀土电子结构因素对稀土氧化物的电催化活性进行了解释 ,并对稀土化合物作为电催化剂的性能进行预测。     

Zn对锂电池材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法掺入少量Zn得到Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2材料。通过X射线衍射、光电子能谱(XPS)和电化学测试研究掺杂对其晶体结构、元素价态和电化学行为的影响。结果表明:掺入Zn增大晶格常数;在粉末颗粒表面的Zn含量是颗粒内部的数十倍;掺杂后Co、Mn依然保持+3、+4价,但是Ni由+2、+3混合价态组成;掺入少量Zn阻止电极在4.5V电位下的不可逆氧化反应;掺入Zn有效改善高截止电压下的循环容量保持能力,其作用与改变材料表面状态有关。     

报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料高温氢还原-湿法冶金联用回收有价金属

通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li2_CO_3;镍钴锰由之前的Co~(2+)、Ni~(3+)和Mn~(4+)分别还原成了Co~0、Ni~0和MnO,其在还原水洗后物料的表面相分别为Ni(OH)_2和Co(OH)_2及MnO;还原后的LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li_2CO_3经过水浸、酸洗、沉淀后,可得纯度为99.5%的Li_2CO_3,实现了锂与镍、钴、锰的分离;还原后的镍、钴和MnO经过硫酸酸浸后,镍、钴和锰浸出率分别为96.88%、97.23%和99.78%。浸出后溶液经氧化沉淀及萃取分离,锰沉淀分离率为98.46%,萃取分离后氯化钴和氯化镍溶液杂质含量低于10 mg/L。     

过滤器捕集的贵金属颗粒的分析表征

硝酸生产装置中的过滤器可将部分贵金属以颗粒的形式捕获回收。采用激光粒度分析仪、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对颗粒的粒径、形貌、成分和表面价态进行了分析表征。结果表明,被捕获的含贵金属颗粒尺寸主要集中于10 μm,部分贵金属颗粒呈现金属镂空结构。颗粒的元素成分较为复杂,通过XPS对捕获的主要贵金属铂钯元素价态分析,发现其主要以化合态形式存在。     

粉末-凝胶法制备铌酸锶钡/钛酸锶钡陶瓷及其表征(英文)

钛酸锶钡(SrxBa1-xTiO3, BST)和铌酸锶钡(SrxBa1-xNb2O6, 0.25≤x≤0.75, SBN)是重要的铁电材料,具有优良的热电、介电和红外快速响应性能。使用廉价的 Nb2O5粉末,应用粉末-溶胶工艺合成铌酸锶钡/钛酸锶钡复相陶瓷(SBN/SBT)。XRD 结果表明:钨青铜相和钙钛矿相共存于体系之中。复相陶瓷形成过程中形成了 TiO2、BaNb2O6(BN)、SrNb2O6(SN)等中间相。干凝胶在800°C下预烧3h,X射线光电子能谱(XPS)分析表明,随着体系组分的变化,Ti元素只存在+4价的化合态,而Nb元素的价态和体系的组分有关。     

废旧磷酸铁锂电池高值回收制备磷酸铁锂材料

针对传统湿法冶金回收废旧磷酸铁锂电池存在含磷废水排放量大、产品附加值低等问题，提出一种还原酸浸-沉淀-固相再生回收废旧磷酸铁锂正极材料的新方法。区别于传统氧化酸浸，本研究在浸出过程中加入有机还原剂，将铁元素以Fe²⁺的形式浸出到溶液中；然后，通过控制pH值制备Fe₃(PO₄)₂·8H₂O，以此作为再生LiFePO₄正极材料的前驱体，避免了后续混锂烧结过程中Fe³⁺还原不彻底、再生磷酸铁锂纯度低等问题。结果表明：通过控制浸出条件，Li⁺和Fe²⁺的浸出率分别达到98.15%和98.10%。利用氨水调控浸出液pH值，沉淀出形貌为一次片状簇拥成团状结构的Fe₃(PO₄)₂·8H₂O前驱体；最后，将Fe₃(PO₄)₂·8H₂O...     

碱度对镍渣球团深度还原回收铁、镍和铜的影响

以镍冶炼废渣作为二次资源回收有价金属铁、镍、铜,采用球团深度还原焙烧法,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析了不同碱度下铁、镍、铜的回收指标以及还原产物中金属相的微观形貌和存在形式。结果表明,适当提高碱度可促进金属相的还原生长,同时改善金属相在渣相中的形态结构以利于后续分离回收,而碱度过高导致金属相中夹入杂质。确定1.0为适宜碱度,该条件下得到的金属精选粉产率为40.67%,铁、镍、铜的品位分别为90.09%、0.280%、0.247%,相应的回收率分别为91.04%、56.93%、55.80%,可以实现镍渣中铁、镍和铜的富集回收。     

TiC陶瓷先驱体制备和裂解研究

以钛酸四丁酯和二乙烯基苯(DVB)为原料,制备了TiC先驱体,并采用红外(IR)、热重-差热(TGA-DSC)、X射线衍射(XRD)等方法对先驱体和裂解产物进行了表征.结果表明:在283～296℃温度段,由于有机物分解出小分子导致TGA-DSC曲线上大的失重;在445～461 ℃之间,先驱体分解生成TiO_2.更高温度下,TiO_2与DVB裂解生成的碳发生碳热还原反应,生成TiC,且随着裂解温度的提高,TiC的结晶度也随之提高.XRD分析表明随着DVB用量的增加,同一温度下制备的产物结晶度提高.1200 ℃裂解的陶瓷产率均在30%左右.     

酸性土壤浸出液中X80钢微生物腐蚀研究:(Ⅱ)腐蚀形貌和产物分析

利用X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了X80管线钢在一种酸性土壤浸出液中硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀的产物成分和形貌。结果表明,SRB没有改变样品表面腐蚀产物膜的结构,但其生理过程促进了S从氧化态向还原态的转变,并促进了S在腐蚀产物中的沉积;同时代谢产物磷化物也沉积在腐蚀产物中,改变了腐蚀产物的成分。SRB提高了管线钢局部腐蚀的敏感性,使得腐蚀形式从非均匀腐蚀向局部腐蚀转变。SRB代谢产物和细菌/金属间的直接电子转移可能是促进局部腐蚀萌生的主要原因。     

氧化钨/碳SPS原位合成WC硬质合金的XPS研究

以WO3＋14.5%C（质量分数,下同）的混合粉作为原始粉末,采用放电等离子烧结（SPS）在不同温度下烧结保温3 min,直接一步合成致密WC硬质合金.借助于X射线光电子能谱（XPS）分析了合成样品的元素价态变化,探讨了SPS原位合成的过程和机理.结果表明：随着烧结温度的升高,样品中的W元素的价态逐步由氧化态的W＋6,W^＋5,W^＋4过渡到单质W^0＋和碳化物态的W^＋2;而样品中的碳元素价态却逐步由单质碳转变为化合碳,氧化物态的晶格氧强度逐渐降低,以碳氧键存在吸附的氧强度逐渐增强.XPS分析结果表明,在SPS原位合成中,WO3首先被碳还原,并经历了一系列中间钨氧化物状态后得到金属钨,然后金属钨进一步发生碳化反应最终形成WC.     

硫酸盐还原菌生物膜下Cu—Zn合金的腐蚀研究

从中原油田污水中分离提纯出硫酸还原菌（SRB）菌株,采用API RP－38推荐使用的培养基在铜材料上形成生物膜。结果表明,随着细菌的生长,细菌的代谢产物改变了黄铜的电极电位,用电子探针（EPMA）、X射线衍射（XRD）对生物膜形貌和成分进行了分析,生物膜中腐蚀产物成分主要有硫化亚铜（Cu2S)等硫化物,用交流阻抗（EIS）技术对生物膜结构进行了分析。