Zn粉在水溶液中球磨的生成相演化规律研究

将纯度为99.9%的Zn粉在水溶液中进行高能球磨, 调节溶pH值, 制取Zn(OH)₂和ZnO纳米粉末。不同球磨时间间隔进行取样, 样品经低温烘干, 由XRD 与SEM进行相成分分析及粉末形貌的分析。结果表明, 酸性条件(pH＝3)时球磨90 h, 得到几乎全部Zn(OH)₂; 中性条件pH＝7时, 得到大部分ZnO和少部分Zn(OH)₂, 碱性条件pH＝11时, 得到大部分Zn(OH)₂和部分ZnO, 所有产物皆为纳米粉末。经热力学和动力学分析, 初步得出碱性环境促进了Zn与水的反应, 加速了Zn(OH)₂的生成; 球磨一定时间后中性环境下大部分Zn(OH)₂会向ZnO转变, 达到一定球磨时间后逐渐保持平衡。     

形貌控制合成介孔纤维状钴酸镍粉末

以可溶性氯化镍、氯化钴和草酸为原料, 利用氨为配位剂, 通过配位共沉淀-热分解法制备了多孔纤维状钴酸镍(NiCo₂O₄)粉末。采用XRD、SEM、TEM、IR以及BET对前驱体和NiCo₂O₄粉末的物相、成分与形貌进行了表征, 系统考察了配位共沉淀条件对前驱体粉末形貌、粒度和成分的影响。采用DTA/TG研究了钴酸镍前驱体粉末的热分解历程。结果表明：Ni²⁺-Co²⁺-NH₃-NH₄⁺-C₂O₄^2--H₂O反应体系中, 在溶液pH=8.0、温度50 ℃、金属离子浓度0.5 mol/L的条件下可得到纤维状钴酸镍前驱体粉末; 氨与镍钴离子配合生成含氨草酸镍钴复盐是纤维状形貌形成的机理。在空气气氛中300 ℃热分解该前驱体粉末即可得到比表面积97 m²/g、平均孔径11 nm、轴径比30~50的纤维状多孔NiCo₂O₄粉末。     

高铁氧化锰矿还原过程中铁锰氧化物同步还原动力学研究

分别采用气基(CO)和煤粉为还原剂，在管炉中进行了高铁氧化锰矿还原焙烧试验，探究了焙烧温度和焙烧时间对高铁氧化锰矿中锰和铁氧化物同步还原的影响。结果表明，气基还原焙烧条件下，Mn₂O₃还原过程受化学反应控制，还原反应表观活化能为42.64 kJ/mol; Fe₂O₃还原过程受内扩散控制，还原反应表观活化能为21.30 kJ/mol。与煤基焙烧相比，气基还原焙烧过程中Mn₂O₃和Fe₂O₃还原反应更容易进行，且锰氧化物由Mn₂O₃直接还原为MnO,不需要先还原为Mn₃O₄中间产物。     

Fe2O3对NdF3-LiF-Nd2O3体系电导率的影响

利用交流阻抗法和连续改变电导池常数法在氮化硼毛细管中测量熔盐NdF₃-LiF、NdF₃-LiF-Nd₂O₃、NdF₃-LiF-Fe₂O₃和NdF₃-LiF-Nd₂O₃-Fe₂O₃的电导率,探究了温度和熔盐成分对电导率的影响。在1100~1200℃,NdF₃-LiF(NdF₃∶LiF=7∶3)与1%Nd₂O₃组成的熔盐电解质的电导率最为稳定。温度、Fe₂O₃和Nd₂O₃的质量百分比相同情况下,Fe₂O₃对NdF₃-LiF电导率的影响小于Nd₂O₃对NdF₃-LiF电导率的影响,并且Fe₂O₃和Nd₂O₃组合添加对NdF₃-LiF电导率的影响远大于Fe₂O₃或Nd₂O₃单独添加对NdF₃-LiF电导率的影响。1200℃时,NdF₃-LiF-Nd₂O₃(1%~2%)-Fe₂O₃(1%~2%)的电导率相对稳定,Fe₂O₃含量对电导率的影响相对较小。在1100~1200℃,NdF₃-LiF(NdF₃∶LiF=9∶1)-Nd₂O₃(≤2%)-Fe₂O₃(≤2%)的电导率拟合公式为K=-2.71817+0.00615T-0.23978xNd₂O₃-0.28133xFe₂O₃。     

机械化学法获得单相Fe3O4颗粒的热力学条件

为了给采用机械化学法从Fe₂O₃或粗粒Fe₃O₄获得单相Fe₃O₄纳米颗粒提供理论参考,探讨了机械力储能对铁氧化物机械化学反应热力学的影响规律。结果表明,在空气中,铁氧化物的机械化学分解温度随储能的增加而线性下降,导致反应体系中的各物相在热力学上稳定存在的温度范围发生变化。据此,在储能-温度坐标系上确定了以Fe₂O₃或Fe₃O₄为起始反应物的机械化学反应体系中期望物相Fe₃O₄的热力学稳定区,从而得出了获得单相Fe₃O₄颗粒的热力学条件。     

机械活化石墨-Fe2O3体系碳热还原反应的热力学分析

为揭示石墨的机械活化对石墨-Fe₂O₃体系碳热还原反应热力学的影响机理, 以机械力储能作为活化程度的量度, 探讨了石墨的储能对气化反应热力学、Fe₂O₃碳热还原反应热力学的影响。结果表明, 随着储能的增加, 石墨气化反应的平衡CO压力分数增大, 从而影响石墨-Fe₂O₃体系的碳热还原热力学, 具体为: 石墨储能导致铁氧化物的碳热还原温度降低, 使Fe₂O₃的各还原产物的热力学稳定区此消彼长。以临界储能19.05 kJ/mol为界限, 石墨-Fe₂O₃体系中Fe₂O₃的碳热还原遵循两种不同顺序: 储能低于19.05 kJ/mol时:Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe; 储能高于19.05 kJ/mol时:Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe。     

高价态氧化锑的物质组成及其价态分析

对高价态氧化锑进行的组成分析表明, 锑除以Sb₂O₅·nH₂O或Sb₂O₄形式存在外, 还以Sb₆O₁₃(Sb₂O₃·2Sb₂O₅)形式存在, 其中锑的存在价态有1/3为Sb(Ⅲ), 2/3为Sb(Ⅴ), 为此研究制定了Sb₆O₁₃中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的分析测定方法。     

含铅固废协同冶炼过程PbO-CaO-SiO2-Fe2O3-ZnO五元渣系相平衡研究

在1 000~1 250 ℃范围内,采用高温平衡-淬冷-EDS方法研究了含铅固废协同冶炼过程PbO-CaO-SiO₂-Fe₂O₃-ZnO五元渣系在空气气氛下的相平衡规律。研究结果表明,渣中存在的主要物相有尖晶石(Zn_xFe_3-yO_4+z)、红锌矿(ZnO)、黄长石(Pb_vCa_2-vZn_wSi₂O₇)、赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁铅矿(PbFe₁₀O₁₆)和硅钙石(Ca_2-tPb_tSiO₄)。在1 250 ℃、1 200 ℃、1 170 ℃、1 130 ℃和1 100 ℃下,PbO-CaO-SiO₂-Fe₂O₃-ZnO体系的液相点分布测试结果与MTDATA6.0软件模拟液相线基本吻合。在1 000~1 250 ℃范围内,随着结晶过程的进行,PbO-CaO-SiO₂-Fe₂O₃-ZnO体系液相成分中Fe₂O₃含量从16.83%减少到7.67%,ZnO含量从7.62%减少到2.98%,(PbO+CaO+SiO₂)含量从75.55%增加到89.36%。     

纳米Mn3O4的快速制备及其对亚甲基蓝的类芬顿催化氧化性能

采用氧化沉淀法,以Mn(NO₃)₂·H₂O为锰源、NH₃·H₂O为沉淀剂、H₂O₂为氧化剂,在温和条件下反应1 h制备了粒度均匀的纯相纳米Mn₃O₄。以亚甲基蓝溶液为模拟染料废水,考察了纳米Mn₃O对亚甲基蓝的类芬顿催化氧化效果。结果表明,当Mn₃O₄加入量为0.5 g/L时,对25 mg/L亚甲基蓝的降解率可达80.3%。     

可控并流沉淀法制备草酸钴微细粉末研究

采用并流沉淀法制备出了粒度均匀、分散良好的棒状、树枝状和花簇状草酸钴微细晶粒。实验结果表明, 草酸钴粒子具有一维延伸生长的特点, 而反应物料浓度、温度、加料速度、底液水量、陈化时间和搅拌与否等反应条件均不能改变其生长特性, 仅能影响产物粒子的大小和分散性。分析确定沉淀物的化学成分为CoC₂O₄·2H₂O, 在空气中于330 ℃左右热分解可得到Co₃O₄粉末, 在930 ℃左右则可得到CoO粉末。     

工业钛液制备钛酸钡实验研究

以硫酸法钛白生产过程中的中间产品工业钛液(TiOSO₄)为钛源, 通过常温水解获得正钛酸, 以草酸溶解获得草酸氧钛酸, 再与氯化钡共沉淀得到草酸氧钛酸钡, 高温煅烧后制备出了合格电子级钛酸钡产品, BaTiO₃纯度为99.6%, 钡钛摩尔比为1.005。最佳制备条件为: 钛液水解pH值为2.5～3.5, 草酸氧钛酸生成温度和草酸氧钛酸钡共沉淀温度均为50～70 ℃, 共沉淀pH值为2.5, 煅烧温度为800 ℃, 煅烧时间2 h。分析表明, 以工业钛液为钛源生产钛酸钡的成本明显低于偏钛酸。     

叔胺TOA从含钒钢渣直接酸浸液中萃钒除铁的研究

用叔胺TOA对含钒钢渣直接酸浸液进行溶剂萃取,考查了主要因素对萃钒除铁的影响,并分析了TOA的构效关系及其萃钒除铁的溶液化学行为。结果表明:在TOA体积浓度15%、初始水相pH 1.8~1.9、相比A/O为3、萃取时间3 min的最佳条件下,经4级逆流萃取,较好地实现了萃钒除铁,钒萃取率达98%,而铁则很少被共萃。TOA的N原子具有较强给电子性的弧对电子,经硫酸酸化,转化为[（C₈H₁₇）₃NH]₂SO₄,可通过阴离子交换反应完成萃取过程;水相中的V（Ⅳ）经H₂O₂氧化后转化为V（Ⅴ）,利用氨水中和将水相pH值提高,VO₂+则转化为多种形式的阴离子;当钒以特定形式[H₂V₁₀O₂₈]4-存在时,可获得较高的萃取率;在pH 1.2~2.4较宽范围内,钒均可以[H₂V₁₀O₂₈]4-的形式存在,而且在此范围内增大pH值,[H₂V₁₀O₂₈]4-浓度以及HSO₄-解离度增加,钒萃取率因而提高;但当pH>1.9时,Fe（Ⅲ）会发生水解沉淀,阻碍两相分离并引起钒的共沉淀损失,对萃取极为不利;当pH < 2.0时,Fe（Ⅲ）以Fe3+形式存在,难以被TOA共萃,从而可达到萃钒除铁的目的。      

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

锂锰氧化合物的分子模型及理论容量计算

以LiNO₃ 和电解MnO₂ 为原料, 以含羟基有机溶剂和水的混合溶液为分散剂, 采用流变相法合成尖晶石型Li_xMn₂O₄, 提出了锂锰氧的分子模型并计算了其理论容量。结果表明, 在700～800 ℃温度范围, 所得化合物为化学计量尖晶石型材料, 其理论容量为148 mAh/g;当合成温度达900 ℃以上时, 产物为缺氧型尖晶石, 其理论容量为120 mAh/g, 材料中电化学活性物质Mn³⁺的含量降低是材料理论容量降低的主要原因。实验结果表明, 当锂锰摩尔比为0.488 时, 锰的平均氧化价态为3.52, 在煅烧温度为760 ℃时, 所合成锂锰氧材料的充电容量可达128.1 mAh/g, 放电效率为92.3%。     

四氧化三锰和电解二氧化锰制备尖晶石型锰酸锂的研究

分别以电解二氧化锰和四氧化三锰为原料, 采用固相法制备了2种锂离子电池正极材料——尖晶石型锰酸锂。结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电性能测试, 对两种产物的物化性能以及电性能进行了检测分析, 结果表明: 以电解二氧化锰(EMD)和Mn₃O₄为原料, 在合适的条件下都能制备出性能较好的锰酸锂正极材料; 由Mn₃O₄制备的锰酸锂呈晶粒大小较为均匀的单晶八面体形貌; 由电解二氧化锰制备的锰酸锂呈晶粒大小不均匀的二次颗粒形貌; 用Mn₃O₄制备的锰酸锂1C下循环700次, 其容量保持率为105.3%; 而以电解二氧化锰制备的锰酸锂1C下循环700次, 其容量保持率为79.0%。     

DL-苹果酸对白云母可浮性的抑制机理

在油酸钠体系下研究了DL-苹果酸对白云母可浮性的影响,采用FTIR和XPS等方法研究了DL-苹果酸与白云母的作用机理。结果表明,DL-苹果酸可显著抑制白云母的可浮性,DL-苹果酸在溶液中生成的C₄H₅O₅-、C₄H₄O₅2-等离子与矿浆中的油酸根等离子发生竞争吸附,并且C₄H₅O₅-、C₄H₄O₅2-等离子吸附在白云母表面会导致白云母表面的ζ电位负向增大,进而会削弱油酸根等离子在白云母表面的静电吸附作用。此外,含有羟基等强烈亲水基团的C₄H₅O₅-、C₄H₄O₅2-等离子吸附在白云母表面会使白云母表面亲水,因此白云母的可浮性受到抑制。      

微波辅助加热浸出废荧光粉中稀土氧化物实验研究

采用微波辅助加热, 研究了硫酸从废弃荧光粉中浸出稀土元素的工艺, 考察了硫酸浓度、液固比、浸出温度及浸出时间对浸出稀土的影响。实验结果表明;采用微波辅助硫酸浸出废荧光粉, 稀土元素的回收率分别为;Y₂O₃ 90%~98%, Eu₂O₃ 80%~90%, CeO₂ 26.16%, Tb₄O₇ 22.5%。CeO₂、Tb₄O₇、Al₂O₃和MgO浸出率较低, 变化规律一致。液固比和浸出时间对Y₂O₃和Eu₂O₃浸出率的影响较大, 硫酸浓度和浸出时间对CeO₂和Tb₄O₇浸出率的影响较大, 浸出温度对各组分的浸出率影响不显著。     

盾构泥基陶粒的制备及其吸附性能研究

针对盾构泥含水率高以及综合利用的问题,研究了pH值、助滤剂种类（GPB、粉煤灰、石膏、谷糠）和压力对含水率影响,以及加入添加剂（AlCl₃、ZnCl₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、NH₄HCO₃）烧制成陶粒对亚甲基蓝溶液COD去除的效果。试验结果表明,4种助滤剂中改性酰胺絮凝剂（GPB）能更有效地降低盾构泥的含水率;在pH值为4且压力值为800 Pa的条件下,加入GPB可以将含水率值从38.89%降至24.40%;添加剂筛选试验表明,通过添加NH₄HCO₃烧制的陶粒能有效降低亚甲基蓝溶液的COD;添加剂用量试验表明,通过添加10% NH₄HCO₃焙烧而成的陶粒能够将亚甲基蓝溶液中的COD值从162.75 mg/L降到90.64 mg/L。      

机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体的研究

采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析.结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化,随球磨时间延长,部分BaCO3固溶于Fe2O3中形成固溶体;高能球磨40 ...