LiCoO_2在酸性混合物中酸性焙烧元素的赋存状态和元素分布分配的研究

了解钴酸锂(LiCoO_2)在酸性环境中的物理化学性质和存在形式,有助于从理论上指导该物质的合成工艺设计以及从报废LiCoO_2中提取有价金属的工艺设计。将LiCoO_2与NaHSO_4·H_2O和KHSO_4分别按摩尔比1∶2.5∶0.5、1∶2.0∶1、1∶1.5∶1.5、1∶1∶2.0、1∶0.5∶2.5的比例混合后进行酸性焙烧,采用TG-DSC、XRD、SEM、EDS研究了焙烧过程中元素的热量变化、质量变化、形貌变化。研究结果表明:LiCoO_2与NaHSO_4·H_2O和KHSO_4的混合物在焙烧过程中根据钾、钠酸式盐的含量不同,反应产物的存在形式发生着不同形式的变化。XRD的分析结果表明,焙烧产物中Na元素是以KNaSO_4的形式存在,K元素是以KNaSO_4、KLiSO_4、K_2Co_2(SO_4)3这三种存在形式,Li元素的存在方式是以KLiSO_4,Co元素的存在形式是K2Co(SO_4)3,从SEM的电镜中可以看到图片中可以看出焙烧产物致密,形状不规则,Co元素在焙烧产物中分布均匀。     

不同的配比对LiCoO_2和NaHSO_4·H_2O混合物在酸性焙烧产物中元素赋存状态的研究

了解废旧锂离子电池回收利用的现状和存在的问题对回收金属元素具有非常重要的意义。将LiCoO_2与NaHSO_4·H_2O按照摩尔比1∶1、1∶2、1∶3、1∶4进行混合,混合均匀后进行酸性焙烧,采用TG-DSC-MS、XRD和SEM研究了焙烧产物中元素的存在形式和赋存状态,研究结果表明:Na元素是以LiNa(SO_4)和Na_2Co(SO_4)_2的形式存在,Li元素的赋存形式是LiNa(SO_4),Co元素的赋存形式是Co_3O_4和Na_2Co(SO_4)_2,焙烧产物致密,形状不规则。     

BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体的共沉淀-水热法制备与表征

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、Co(NO_3)_2·6H_2O和KOH为原料,NH_3·H_2O为沉淀剂,采用共沉淀-水热法制备BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体,借助XRD、SEM和VSM研究掺杂对晶体结构、形貌和磁学性能的影响。结果表明:在180℃和220℃保温4 h的条件下成功制备出Co掺杂BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体,Co掺杂量x=0～0.1时,BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体晶粒由100 nm类球形逐渐变成粒径为250 nm的立方体状,BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体较未掺杂的BiFeO_3粉体磁性明显增大。     

二氧化碳埋存条件下油井水泥石腐蚀的热力学分析

利用热力学平衡常数理论计算了CO_2埋存条件下的油井水泥石水化产物相关纯矿物受腐蚀的热力学条件,并比较了其耐腐蚀性能。利用Gibbs自由能最小化原理计算和分析了水泥石受腐蚀过程中水化产物的变化。结果表明:水化产物相关纯矿物或端元组分的耐腐蚀性能不同,优劣次序为4Mg(OH)_2·2Al(OH)_3·3H_2O、0.83CaO·0.67SiO_2·1.83H_2O、0.67CaO·SiO_2·1.5H_2O、6CaO·Al_2O_3·3SO_4·32H_2O、6CaO·Al_2O_3·3SO_4·30H_2O、1.33CaO·SiO_2·2.17H_2O、3CaO·0.5Al_2O_3·0.5Fe_2O_3·0.84SiO_2·4.32H_2O、3CaO·Fe_2O_3·0.84SiO_2·4.32H_2O、1.5CaO·0.67SiO_2·2.5H_2O、Ca(OH)_2;水泥石腐蚀时各水化产物被腐蚀的次序不同,先后次序为Ca(OH)_2、水化硅酸钙固溶体、硅水榴石固溶体、钙矾石固溶体、4Mg(OH)_2·2Al(OH)_3·3H_2O;固溶体被腐蚀时不但质量减少,端元组分的摩尔数和比例也发生变化,但变化不完全受端元组分相对耐腐蚀性能控制。     

失效钴酸锂电极材料微结构修复研究

提出了针对失效钴酸锂(LiCoO_2)电极材料微结构修复的新工艺。将钴酸锂与硫酸氢钠(NaHSO_4·H_2O)分别按物质的量比为1∶0.05、1∶0.10混合,然后进行焙烧—溶解—修复。采用热重-差式扫描量热分析(TG-DSC)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征方法,研究了修复过程中材料的热量和质量的变化、成分的变化、相组成及晶胞参数的变化以及材料表面形貌的变化。研究结果表明,钴酸锂与硫酸氢钠混合在酸性环境焙烧的过程中其表面微结构发生了明显变化。以钴酸锂与硫酸氢钠物质的量比为1∶0.05的混合物经焙烧—溶解—修复所得钴酸锂,其晶格参数a=0.281 90 nm、c=1.390 41 nm、c/a=4.932 3,十分接近商用钴酸锂的晶格参数值。再生修复的钴酸锂材料颗粒粒径小,形状不规则。     

Ca_2Co_2O_5氧化物热电陶瓷材料的制备研究

本文通过溶胶-凝胶法和固相合成法两种方法研究Ca_2Co_2O_5氧化物热电陶瓷材料的制备过程。湿法制备前驱体粉,以Ca(NO_3)_2·4H_2O和Co(NO3_)_2·6H_2O为原料,纯净水为溶剂,柠檬酸为络合剂。采用溶胶-凝胶法制备Ca_2Co_2O_5粉末,以Ca O和Co3O4为原料,采用固相合成法制备Ca_2Co_2O_5粉末,采用常压烧结的方法,在1000℃、950℃、900℃三种温度下进行烧结,并利用TG-DSC、XRD、SEM等手段对Ca_2Co_2O_5的热分解过程,物相组成和形貌进行表征。结果表明:干粉800℃热处理,湿法950℃烧结时,块体呈现致密的片层结构,相组成成分纯度高~([1~3])。     

掺石膏白色阿利尼特水泥早期水化产物形成的研究

利用DTA,XRD,SEM等方法,研究了石膏对新型白色阿利尼特水泥的早期水化产物形成的影响。结果表明,石膏能明显加快该水泥水化产物的形成,提高其强度,该水泥的主要早期水化产物为C-S-H凝胶和Ca(OH)_2,还有少量的C_3A·3CaSO_4·32H_2O和C_3A·CaCl_2·H_(10)。     

Bi_(1-x)La_xFeO_3粉体的水热法制备与表征

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、La(NO_3)_3·6H_2O和KOH为原料,NH_3·H_2O为沉淀剂,采用水热法制备Bi_(1-x)La_xFeO_3粉体,借助XRD和SEM研究了掺杂对晶体结构和产物形貌的影响。结果表明:200℃和220℃保温4h的条件下成功制备出了掺杂La的Bi_(0.95)La_(0.05)FeO_3粉体;La掺杂量x=0-0.07时,Bi_(1-x)La_xFeO_3粉体晶粒由150 nm的球形逐渐变为1.6μm的立方体状。     

过渡金属甲基磺酸盐催化酯化反应

比较了Mn(CH_3SO_3)_2·2H_2O、Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Zn(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Co(CH_3SO_3)_2·4H_2O四种过渡金属甲基磺酸盐催化乙酸与正丁醇酯化反应的活性。其中Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Zn(CH_3SO_3)_2·4H_2O和Co(CH3SO3)2·4H_2O催化活性最高,而Mn(CH_3SO_3)_2·2H_2O活性较低。以Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O为催化剂,环己烷为带水剂,确定了适宜的反应条件为:n(乙酸)=0.2mol,n(醇)∶n(酸)=1.2,x(催化剂)=0.5%,V(环己烷)=15mL,反应时间86min,酯化率100%。同时,催化剂经过简单的相分离之后可以多次使用。     

[Co(COOH)_2·2H_2O]的合成及晶体结构

利用溶剂热法合成了新型甲酸钴配位聚合物[Co(COOH)_2·2H_2O]。采用单晶X射线、粉末X射线(XRD)、元素分析、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)表征了该配合物的结构。结果表明[Co(COOH)_2·2H_2O]晶体属单斜晶系,P_(21)c空间群,a=8.8334(11),b=7.2816(9),c=9.6103(12),α=90.00,β=97.666(2),γ=90.00,V=612.62-3,Z=4。     

水热法制备In_2O_3晶体及其形貌研究

以In(NO_3)_3·5H_2O原料,通过水热法一步制备了In_2O_3晶体。通过XRD、SEM等手段对所制备样品的物相、粒度和形貌进行了表征。研究结果表明,通过此方法所制备的样品为高纯相的In_2O_3晶体,并具有由纳米粒子堆积组装成的类球型形貌,粒径为200nm左右,大小均匀。在此基础上,研究了In(NO_3)_3·5H_2O用量对所制备样品形貌的影响。结果表明,增加In(NO_3)_3·5H_2O用量会使粒子堆积更加致密。此外,通过研究结果对In2O3类球体的形成机理进行了初步探讨。     

以氟化铵和硼酸制备三氟化硼的最适操作条件

三氟化硼是有机合成反应中具有高度活性的催化剂,因此早为人们所重视。制备三氟化硼的方法中常见的有下述几种:(1)B_2O_3+3CaF_2+3H_2SO_4→2BF_3↑+3CaSO_4+3H_2O(2)Na_2B_4O_7·10H_2O+12HF→Na_2O(BF_3)_4+16H_2ONa_2O(BF_3)_4+2H_2SO_4→4BF_3↑+2NaHSO_4+H_2O(3)12NH_4F+2B_2O_3→(NH_4)_2O(BF_3)_4+10NH_3+5H_2O(NH_4)_2O(BF_3)_4+2H_2SO_4→4BF_3↑+2NH_4HSO_4+H_2O(4)NaBF_4+B_2O_3+6H_2SO_4→6NaHSO_4+8BF_3↑+H_2O在酸法加工磷矿石制磷肥时,可从逸出的氟硅酸制得氟化铵,因此采用下速反应也可制备三氟化     

NH_4MnPO_4·H_2O热分解动力学

以MnSO_4·H_2O、(NH_4)_2SO_4和H_3PO_4为原料,通过共沉淀法制备了NH_4MnPO_4·H_2O,并通过XRD、FTIR、激光粒度分析仪和SEM对产物晶型、化学结构、粒度大小及形貌进行表征。结果表明该产物为NH_4MnPO_4·H_2O,结晶度高,颗粒较细,呈短棒状。通过热分析法研究该产物的热分解过程,表明分解过程分为两个阶段,并对第一阶段分解过程进行了热分解动力学研究,用F1ynn-Wall-Ozawa法和Friedman法求得NH_4MnPO_4·H_2O第一阶段热分解活化能分别为93.201和88.681 kJ×mol~(-1);在以上方法基础上,通过Coats-Redfern法求得第一阶段热解活化能E_1=91.533 kJ×mol~(-1),指前因子A_1=3.846×107 s~(-1),并得到热分解动力学模型和动力学方程,为磷酸铵锰作为缓释氮磷锰肥的使用及其在复肥中的添加应用提供理论依据。     

以泡沫镍为基底的镍铁类水滑石的制备及表征

文章在预处理的泡沫镍基底上,以NH_4F为生长调节剂,通过水热反应成功制备了生长在泡沫镍基底上的Ni~(2+)-Fe~(3+)LDHs材料,研究了NH_4F用量对所制备材料的影响,并对产物进行了XRD、SEM表征。研究结果表明,当Ni(NO_3)_2·6H_2O∶Fe(NO_3)_3·9H_2O∶H_2NCONH_2的物质的量之比为3∶1∶7,NH_4F浓度为0.2mol·L~(-1)时,在150℃水热处理48h的条件下可以制备出结晶性较好、较为规整的以泡沫镍为基底的Ni~(2+)-Fe~(3+)LDHs材料。     

负载亚铁氰化钴钾废弃皮革吸附剂对Rb(Ⅰ)的吸附

将亚铁氰化钴钾负载于经碱水解后的废弃皮革上,制备了一种铷离子吸附剂(KCoFC-AWL)。采用SEM、FTIR、XPS和XRD等对其进行了表征。考察了Co(NO_3)_2·6H_2O和K4Fe(CN)_6·3H_2O的质量比、溶液pH、铷离子(Rb~+)初始质量浓度、吸附剂用量和接触时间对吸附效果的影响。结果表明:m[Co(NO_3)_2·6H_2O]∶m[K_4Fe(CN)_6·3H_2O]=3∶4时,制备的0.09 g吸附剂对pH为7、Rb~+初始质量浓度为20 mg/L的Rb~+溶液的吸附率为93.55%,且于6 h达吸附平衡。探究发现,Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型能更好地描述Rb~+在吸附剂上的吸附行为。以1.5 mol/L KCl作为脱附剂,脱附率达90%以上。将该吸附剂用于提取盐湖卤水中的Rb~+,当pH=7时,吸附率为51.19%,该吸附剂具有潜在的实用价值。     

Co/Fe催化硼氢化钠还原水中对硝基苯酚

以FeSO_4·7H_2O、Co(NO_3)_2·6H_2O和乙二醇为主要原料,采用水热法制备Co/Fe催化剂,通过XRD、FTIR、BET等检测手段对其结构进行表征,并考察了Co/Fe催化剂催化硼氢化钠还原水中对硝基苯酚的活性。结果表明,Co/Fe催化剂以CoFe_2O_4形式存在,其催化活性随钴含量的增加逐渐增强,催化反应过程符合准一级反应动力学方程;在Co/Fe-1/2(钴铁物质的量比为1∶2)催化剂用量为0.020 0 g、硼氢化钠用量为2.0 mL时,催化反应速率最大,反应速率常数为0.359 2 min~(-1),催化效果最好。     

AP/HTPB复合推进剂用纳米Co粉的制备

以CoCl_2·H_2O和水合联氨(N_2H_4·H_2O)为主要原料,采用化学还原法制备了纳米Co粉.在不同工艺条件下制备了树枝状纳米Co粉和球形纳米Co粉,用TEM和XRD对产物进行了表征,同时用DTA测试了加入球形纳米Co粉后AP的热分解性能.结果表明,反应介质的黏度和分散剂性质对纳米Co粉粒度及形貌影响较大,在最佳工艺条件下制备了颗粒尺寸均匀、粒度为50~60 nm的球形纳米Co粉;球形纳米Co粉能使AP热分解反应的高温分解峰温度显著下降;添加质量分数2%的球形纳米Co粉,复合推进剂的燃速明显提高,压力指数大幅降低.     

微波水热法合成Mn掺杂BaTiO_3纳米粉体

以Ti(OC_4H_9)_4 、Ba(NO_3)_2 和C_4H_6MnO_4·4H_2O为原料,采用微波水热法合成了Mn掺杂的BaTiO_3纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征.并研究了影响Mn掺杂BaTiO_3晶体生长和形貌的主要影响因素.实验结果表明:掺杂量为1.0%,反应时间为30 min,烘箱干燥温度为82 ℃,能制备出单一的粒径均匀的掺Mn的BaTiO_3纳米粉体,且粉体的粒径尺寸约为100 nm.     

Al~(3+)对水热法制备α-CaSO_4·0.5H_2O晶须的影响

以CaSO_4·2H_2O为原料,Al_2(SO_4)_3·18H_2O作为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60 r·min~(-1),反应时间90min的条件下制备α-CaSO_4·0.5H_2O晶须。研究结果表明,随着溶液中Al~(3+)浓度增大,晶须直径和长径比分布均有下降,且相关晶面间距逐渐减小。XRD和XPS表征结果显示Al~(3+)可能会掺入晶格间隙,而非取代晶格中Ca~(2+)。SEM和EDS证实Al~(3+)主要以聚集态形式吸附于晶须表面,优先吸附于(001)和(002)晶面,减小晶须长径比。     

基于咪唑二羧酸的钴的超分子的合成、晶体结构和热稳定性

使硫酸钴与2-(邻溴)苯基-4,5-咪唑二羧酸(o-H_3Br Ph IDC)在水和乙醇中溶剂热反应,成功合成了一个三维钴的超分子配合物:[Co(o-H_2Br Ph IDC)_2(H_2O)_2]·Et OH·3H_2O。采用元素分析以及红外光谱进行了结果的初步分析,进一步采用单晶衍射测试了其晶体结构。研究表明:在此配合物中,[Co(o-H_2Br Ph IDC)_2(H_2O)_2]结构单元通过分子间氢键的作用,堆积成了一个固态的三维超分子结构。进而研究了在空气气氛下标题配合物的热稳定性。