尖晶石锂锰氧化物离子筛的结构及掺杂改性

描述了尖晶石锂锰氧化物离子筛锂离子的嵌入和脱出的三维晶体结构,讨论了这种结构经嵌入和脱出后不稳定的主要原因,并介绍了通过掺杂改性提高尖晶石结构稳定性的方法。     

SOFC金属连接体Mn-Co尖晶石防护涂层掺杂改性研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换效率高、燃料适用范围广等优点,具有广阔的应用前景。由于SOFC工作温度较高(600-800℃),金属连接体长期服役过程中会发生严重的氧化和元素挥发,导致电池性能衰退,降低其使用寿命,故而需要对金属连接体进行防护。在现有的防护涂层材料中,Mn-Co尖晶石涂层能有效抑制金属连接体的氧化和Cr挥发,被广泛用于金属连接体防护,但其高温电导率需要进一步提升。掺杂改性是一种有效提高Mn-Co尖晶石电导率和防护性能的方法。围绕Mn-Co尖晶石掺杂元素和改性方法,详细介绍了SOFC金属连接体Mn-Co尖晶石防护涂层的研究进展。     

二氧化钛光催化材料的掺杂改性

随着光催化技术不断发展成熟,空气品质和生活用水安全等问题倍受关注,二氧化钛作为新型光催化材料,其原有的性能已不能满足人们的需要,因此需要不断地突破改性。目前在二氧化钛改性方面以金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂等技术为主,通过提高二氧化钛比表面积,抑制电子空穴的复合,促进电子空穴对的分离,达到增强二氧化钛光催化活性的目的。本文阐述了近年来二氧化钛的掺杂改性技术的发展现状,并对二氧化钛改性技术的发展趋势进行了展望。     

锂离子电池正极材料过渡金属离子溶出的危害及抑制研究

含锂过渡金属氧化物正极材料在循环过程中,特别是高温和高电压条件下,其界面的过渡金属离子会部分溶解到电解液中。已有学者报道通过对正极材料进行包覆、掺杂等改性手段或通过调控电解液组分的方法来稳定电极/电解液界面,以抑制过渡金属离子的溶出,但目前尚未找到完全抑制溶出的方法。溶出的过渡金属离子会迁移并沉积到负极界面,增加界面阻抗;残留在电解液中的过渡金属离子还会降低电解液的热稳定性。简要综述了过渡金属离子溶出引起电池性能衰退的机制和抑制策略,希望引起更多科学家对过渡金属离子对负极和电解液的危害以及抑制研究的重视,为设计新型电解液体系和电解液添加剂提供思路和建议。     

碳纳米管在聚烯烃材料中的掺杂改性研究

聚烯烃材料中聚丙烯、聚乙烯是一类应用广泛的聚合物,在实际应用中部分性能欠佳,需要进一步掺杂改性.碳纳米管是一种综合性能优异,且适用于聚烯烃材料的掺杂改性.本文以碳纳米管为主要改性材料,简述了碳纳米管的相关理化性质和制备方法,分析论述了碳纳米管与聚烯烃材料的共混方式,重点分析了碳纳米管对聚烯烃材料的掺杂改性.     

氮掺杂改性二氧化钛对苯酚溶液的光催化降解

采用非金属氮掺杂处理改性纳米二氧化钛,掺杂后含氮量在2.5%~7.5%之间,改性后二氧化钛在蓝光下就可以实现对苯酚溶液的光催化降解,在太阳光下降解效果更佳。     

铁掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其耐蚀性能

采用Fe(NO_3)_3溶液对阳极氧化法制备的TiO_2纳米管阵列进行掺杂改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段研究了改性前后试样的表面形貌、元素组成和微观结构。利用电化学分析研究了纳米管掺杂前后的耐腐蚀性能。结果表明,掺杂溶液浓度对掺杂纳米管的表面形貌、微观结构和电化学耐蚀性能影响较大,掺杂溶液浓度较低时所获得掺杂纳米管的耐蚀性能较好。     

钛基钛钌铱三元氧化物涂层pH电极的研究

用涂敷技术制备了一种钛基钛钌铱三元氧化物涂层ｐＨ电极。由于在氧化钛涂层中加入了与氧化钛同属金红石晶型的电子导电型半导体化合物氧化钌和氧化铱，因此提高了反应的交换电流密度，有效地克服了用传统的电化学氧化或热氧化法制备的钛基ｐＨ电极的电极斜率低、响应速度慢的缺点，使制得的ｐＨ电极性能优良，可投入实际应用。     

掺杂Al和Zr对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶体结构和电化学性能的影响

采用高温固相法掺入Al和Zr元素合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,运用X射线衍射仪和扫描电镜对掺杂改性后的正极材料晶体结构和微观形貌进行表征,对电性能进行评估,探讨离子掺杂对材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:2种元素均能很好地融入到晶格中,呈现出良好的六方晶系层状结构;在对容量影响不大的情况下,通过掺杂有效提升了材料的可逆容量,晶体稳定性得到加强,材料循环性能得以改善。在对应烧结成品中Zr占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.7 mAh/g,首次充放电效率为90.3%,1C循环50周后容量保持率为91.42%;而对应烧结成品中Al占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.2 mAh/g,首次充放电效率为90.2%,1C循环50周后容量保持率为89.78%。相比之下,掺杂Zr元素比掺杂Al元素更有优势,表现出良好的电化学性能。     

钠离子电池钒氧化物电极材料研究进展

钠离子电池具有资源丰富、成本低廉的特点,是锂离子电池的潜在替代,并且在储能领域中展现出极大的发展潜力。为了实现高效、安全且具有商业可行性的钠离子电池,电极材料的开发与研究显得尤为关键。钒氧化物因拥有较大的理论容量和高工作电压,被认为是新一代钠离子电池电极材料中的有力竞争者。然而,由于其导电性较差,以及钠离子脱嵌过程中发生的体积变化较大,导致材料的电化学性能下降。以V₂O₅和VO₂为例,对其结构特征和储钠机理进行了综述,同时系统地总结了钒氧化物电极材料的电化学改性研究进展,包括纳米结构化、碳复合化、层间元素掺杂等。最后,对钒氧化物作为电极材料未来发展的方向进行了展望。     

Effect of pretreatment on synchysite-Ce (CaCe(CO3)2F) leaching

Synchysite is a rare mineral which has potential as a new source of rare earth elements. The influence of roasting temperature and time on the solubility of rare earth elements from a synchysite concentrate is examined. The maximum solubility of rare earth oxides in 57% HNO₃ was 97% in a sample roasted at 700 °C for 120 min. Increasing the roasting temperature decreased solubility due to formation of cerium (IV) and calcium oxides.     

稀土在抗菌材料应用中的研究进展

稀土元素具有特殊的电子层结构,从而拥有优良的光、磁、电和催化等性能,在抗菌领域得到了广泛的应用。本文介绍了稀土离子和稀土氧化物的抗菌性能及其抗菌机理,探究了稀土-有机复合抗菌剂和稀土-无机复合抗菌剂的协同抗菌效应,列举了稀土-无机复合抗菌剂在涂料、塑料、陶瓷和织物等领域的应用,最后展望了稀土在抗菌材料方面的应用前景并提出了亟待解决的问题。     

离子吸附型稀土矿成矿特点及元素赋存形式

离子吸附型稀土矿是世界中重稀土的主要来源,广泛分布于我国南方的江西、广东、福建、湖南、广西、云南等地,而在世界其他地区鲜少见到。离子吸附型稀土矿床的矿体赋存于母岩形成的风化壳中,大多数情况下,风化壳的稀土元素模式由母岩继承而来,母岩特征因此对成矿有着重要的控制作用;此外,外生条件如亚热带气候、低洼缓坡地形、充足的降雨量和地下水等也对成矿性有着重要影响。自风化壳上部向下,随着土壤水pH的增加和氧化还原条件的改变,稀土元素在全风化层下部和半风化层中被黏土矿物固定,此过程中,物质（主要元素）的移除和淋溶-沉积动力学是风化壳中稀土元素富集的主要机制。一般认为离子吸附型矿石中的稀土主要存在于高岭石等黏土矿物中,而稀土元素在单个矿物中的赋存形式不清楚。近年来有同步辐射实验表明,稀土元素在高岭石中既以8或9配位的水合自由离子形式作为外层络合物吸附于高岭石表面,也可以内层络合物形式与黏土矿物表面Al-O、Si-O键结合或与黏土矿物边缘位置结合。对离子吸附型稀土矿成矿特点和稀土元素的赋存形式的研究是指导找矿与进一步高效、环保的资源利用的基础,于世界尖端科技产业发展而言至关重要。     

荧光粉分散—絮凝行为及废弃荧光粉选择性絮凝浮选试验研究

废弃荧光粉中含有大量的稀土氧化物，具有极高的回收利用价值。为实现废弃荧光粉中稀土元素的预富集，对荧光粉中不同颗粒的分散—絮凝行为进行了研究。结果表明，废荧光粉的粒径过细，颗粒之间会发生互凝现象，在碱性条件下加入分散剂可强化荧光粉中不同颗粒的分散效果；碱性条件下，大分子量的阳离子聚丙烯酰胺可选择性地吸附在石英表面，增大粒径并加快其沉降速度，从而实现不同颗粒间的分离。针对含有32.33%稀土氧化物的某废弃荧光粉，在研究分散—絮凝行为的基础上，采用选择性絮凝浮选法进行稀土元素的预富集。结果表明，分别以碳酸钠、阳离子聚丙烯酰胺和十二胺为分散剂、絮凝剂和捕收剂，pH=9、絮凝剂用量和捕收剂用量分别为100 g/t和800 g/t的条件下，选择性絮凝浮选可将稀土氧化品位提高至43.65%，显著提高了稀土元素品位，实现了废弃荧光粉中稀土元素的预富集，为废弃荧光粉的综合回收利用提供了技术依据。     

从稀土废水中回收制备氧化稀土试验研究

稀土冶炼废水中含有一定浓度的稀土元素,如不加以回收,会造成稀土资源的浪费。为使回收稀土废水中的稀土,试验采用化学沉淀-萃取反萃-草酸精制的工艺回收废水中的稀土。化学沉淀试验表明,以氢氧化钠为沉淀剂,废水中稀土的沉淀率可达97.51%;沉淀经酸溶,水解除铁后进行稀土萃取试验,萃取级数2级,稀土元素的萃取率为97.33%;萃取后的稀土富集有机相经3级反萃,草酸精制后获得氧化稀土产物。整个工艺流程中稀土总回收率为90.93%。      

煤中稀土元素分布特征及其开发利用前景

我国是稀土资源大国和生产大国,供应着世界上90%以上的稀土消费市场,传统稀土资源虽然丰富,但是储量也在日益减少,寻找更多的稀土矿产资源将具有重要的战略意义。国内外煤地质学家以稀土富集煤层为主线,对煤层、夹矸和顶底板进行系统采样,通过煤工业分析、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)分析、仪器中子活化分析法(INAA)、X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)、反光显微镜等测试方法和手段,开展煤中稀土元素含量和聚集规律研究。本文对世界各地煤中稀土元素含量、分布特征、赋存状态、影响因素及相关问题进行调研。结果表明,煤中稀土研究主要环绕已发现的稀土异常富集煤层资源利用和工业开发、煤灰中再次富集稀土元素的能力、煤层夹矸及顶底板与煤层中稀土元素的富集能力对比,以及煤型稀土矿床成因机制等几类问题。煤中稀土既不会以纯稀土金属元素存在,也不会以单元素独立存在。因为稀土资源短缺,国际上许多国家正在加强研究,试图寻找到新的获取稀土的新途径。美国在2012年启动了一项从煤及其燃烧产物中提取稀土的重大研究项目,并且已经取得了一些重要进展,值得我们密切关注。我国煤资源丰富,煤种多样,一些地区煤层中含有丰富的稀土元素和其他伴生有益元素,需要我们加强理论研究,并进一步对其勘探和开发利用进行评价。如果取得突破,将极大提升我国稀土资源量水平,增加煤炭利用价值,强化我国稀土大国地位。由此可见,煤及其燃烧产物中稀土元素的研究具有重大战略意义和经济潜在意义,对我国煤地质学和煤中元素地球化学学科也将起到促进作用。目前寻找到更多富稀土元素的煤层并确定其资源规模是首要任务,开展从煤中提取稀土元素技术是今后开发利用的关键。     

碱熔预处理回收废稀土荧光粉工艺研究

针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染等问题, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废稀土荧光粉, 考察了焙烧添加剂用量、液固比、酸浓度、浸出温度及浸出时间对稀土浸出效果的影响。结果表明, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废弃荧光粉, 4种稀土元素回收率分别为：Y₂O₃ 99.47%, Eu₂O₃ 97.79%, CeO₂ 87.55%, Tb₄O₇ 92.67%。通过对碱熔产物物相和形貌分析表明, 绿粉致密结构被有效破坏, 以铝酸盐形式存在。NaOH添加比例对4种稀土浸出率影响较大, 盐酸浓度及浸出温度对Tb₄O₇、CeO₂浸出效果影响较大。     

草酸盐重量法测定有机溶液中稀土氧化物总量

采用草酸盐重量法对有机溶液中稀土氧化物总量进行测定,首先用电炉蒸干、高温灼烧的方式对试样进行前处理以破坏有机物,再经碱熔分解、氢氟酸、氨水、草酸进行沉淀分离干扰元素,最后以烧成物形式得到稀土氧化物总量.结果表明,该方法可以测定稀土氧化物总量为1%以下的有机溶液,相对标准偏差为0.96%~2.45%,样品加标回收率为95.00%~98.24%,方法的准确度和精密度均能满足检测的要求.     

硫脲—盐酸体系从稀土抛光粉废料中浸出回收稀土氧化物

基于稀酸溶液中Ce(Ⅳ)难溶而Ce(Ⅲ)易溶的特点,采用硫脲-稀盐酸体系还原浸出稀土抛光粉废料中稀土氧化物.考察了浸出温度、浸出时间、液固比(L/S)、盐酸浓度和硫脲用量对稀土抛光粉废料中铈浸出率的影响.结果表明:在盐酸浓度为4 mol/L、L/S为4.2、浸出温度90℃、浸出时间60 min、硫脲用量0.04 g/g...     

黔西北地区沉积型稀土资源回收稀土研究现状及选矿实验探讨

黔西北地区赋存于高岭石质黏土岩中的稀土矿资源是一种新类型稀土矿资源,该稀土矿属于全新的“沉积型稀土矿”。该稀土矿床含矿层平均厚度5.07 m,连续性好;稀土氧化物平均品位为0.26%,最高达1.6%,且关键稀土元素镨、钕、铽、镝含量较高,且其中伴生铌、镓、锆、钪等有价元素,具有极大的开发利用价值。目前针对这种新型稀土矿资源选矿实验研究程度并不高。本文针对该类型稀土矿开展了工艺矿物学研究发现该稀土矿暂无独立的载体矿物,且矿石粒度嵌布极细。选矿探索实验未能通过物理选矿方式实现该稀土矿物的有效富集,印证了工艺矿物学研究结论。