纤维状镍钴合金前驱体制备热力学分析与镍钴配比的控制

根据同时平衡原理和质量守恒原理,推导Ni(Ⅱ)-Co(Ⅱ)-C2O42--NH3-NH4+-H2O反应体系中金属离子和草酸盐在常温水溶液中的热力学平衡方程,计算并绘制该体系的1g[Me2+]T-pH图.结果表明,在水溶液中,当pH值小于5.0时,溶液中镍离子和钴离子以设定配比转移到前驱体粉末中,前驱体的形貌为粒状聚集体;当pH值大于5.0时,由于Ni(NH3)n2+和Co(NH3)n2+(n=1-6)离子的形成,前驱体粉末中镍钴配比不能维持料液中设定的配比值,前驱体在pH为5.0-8.0范围内呈现棒状形貌,而在pH>8.0时为纤维状形貌.改变沉淀介质可以在pH为2.0-8.6范围内获得配比准确、成分均匀的纤维状镍钴合金前驱体.     

有机凝胶-热还原法制备超细金属镍、铁纤维

分别以柠檬酸和碱式碳酸镍、乳酸和硝酸铁为原料,采用有机凝胶-热还原法分别成功制备了超细（直径＜1 μm）金属镍纤维和铁纤维,镍纤维长2 m,铁纤维长0.5 m,组成2种纤维的晶粒约100 nm.通过FTIR,XRD,TG/DSC和SEM对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热还原产物的形貌进行了表征.凝胶的可纺性与组成凝胶的羧酸盐分子结构有关.柠檬酸和乳酸中的羟基分别单齿配位于Ni^2＋和Fe^3＋离子,可能形成线型分子[（C6H6O7）Ni]n和[C3H4O3]3Fe,由这些线型分子组成的凝胶显示出了良好的可纺性.同时,可能由于在柠檬酸与Ni2＋离子的反应中存在Ni2＋离子的架桥作用,因而柠檬酸镍凝胶显示出了比乳酸铁凝胶更好的可纺性.     

Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42-H2O体系的沉淀配合平衡热力学

针对草酸盐配位共沉淀热分解还原法制备超细铁镍合金粉过程中Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42--H2O体系的溶液平衡建立热力学分析模型,并根据模型进行相关计算,揭示反应体系中各物质随pH值、氨及草酸浓度的变化关系。结果表明:溶液中的Fe主要以[Fe(C2O4)n]2 2n络合物形式存在,而铁氨络合物含量很低。当氨含量较低时,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在;氨含量较高时,在酸性条件下,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在,在碱性条件下,则主要以[Ni(NH3)n]2+存在。低pH值下,Ni的沉淀率较Fe的高,而高pH值下,Ni的沉淀率则较Fe的低。     

Co-Ni-Fe-Mn配合-沉淀体系的平衡热力学

根据质量守恒和同时平衡原理,以Me(Co、Ni、Fe、Mn)为金属元素,建立Me-OH-、Me-OH--CO32-、Me-OH--S2-、Me-OH--NH3和Me-OH--NH3-CO32-等多个配合-沉淀体系的热力学平衡模型。结果表明:Fe3+可以在Me-OH-、Me-OH--NH3体系中通过调节pH=3预先沉淀分离,而Co、Ni、Mn仅在Me-OH--NH3-CO32-体系中有分离效果。Me-OH--NH3-CO32-体系热力学计算表明:Co、Ni、Mn在溶液中的行为受pH值、配合剂、沉淀剂浓度共同影响,碳酸根初始总浓度[C]增大和氨初始总浓度[N]减小有利于Co、Ni、Mn形成沉淀。当[C]=1 mol/L、[N]=2 mol/L、pH值为9～10时,大部分Ni以高级氨配离子[Ni(NH3)42+]、[Ni(NH3)52+]、[Ni(NH3)62+]的形式保留在溶液中,而Co、Mn以MnCO3、CoCO3的形式沉淀出来。Co可在Me-OH--S2-体系中通过调节pH<6从溶液中与Mn分离。研究结果可为钴镍二次资源综合回收钴镍、制备钴镍产品提供理论指导。     

Cu2+−Ni2+−NH3−NH4+−C2O42−−H2O体系金属离子沉淀行为热力学分析

针对反应体系Cu2+?Ni2+?NH3?NH4+?C2O42??H2O中Cu2+和Ni2+的反应行为,根据物质守恒原理,建立热力学数学模型.模拟计算结果表明,该体系中金属离子的沉淀是一个复杂的动态平衡过程;在高pH条件下,Cu2+和Ni2+与NH3配合分别形成[Cu(NH3)n]2+(n=3?5)和[Ni(NH3)m]...     

有机凝胶-热分解法制备MgO，Al2O3，MgAl2O4微细纤维

以柠檬酸、乳酸及金属盐为原料，采用有机凝胶-热分解法制备了微细氧化镁、 α-氧化铝和尖晶石结构铝酸镁纤维。所得纤维结构致密、晶粒细小，直径可小于1μm，长径比大。通过FTIR，XRD，DSC及SEM对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物的形貌进行了表征。凝胶的可纺性与组成凝胶的羧酸盐分子结构、羧酸和金属离子的摩尔比等因素有关。柠檬酸和乳酸中的羧基分别以单齿配位于Mg^2＋和Al^3＋可能形成线性分子[（C6H6O7）2Mg3]，[（C3H5O3）3Al]和[（C6H6O7）4MgAl2]，由这些线性分子组成的凝胶显示出了良好的可纺性。     

配位共沉淀-直接还原法制备超细纤维状铁镍合金粉(英文)

采用配位共沉淀制备了铁镍合金前驱体,用氢气直接还原前驱体得到了超细纤维状铁镍合金粉。系统研究了反应物浓度、pH值、反应温度及添加剂等参数对前驱体制备过程的影响。分别采用XRD、TG-DTA和SEM对前驱体的结构、热分解过程和形貌进行了表征。结果表明,采用质量分数2%的PVP作为添加剂,当Fe2+和Ni2+(1:1)总浓度为0.8mol/L,pH值为6.2,反应温度为60°C时,可以制得分散良好、形貌均匀的纤维状前驱体。前驱体在420°C的氮气和氢气混合气氛下直接还原可以得到纯度高、分散性好的纤维状铁镍合金粉。     

溶胶-凝胶制备CaO-MgO-SiO2纳米粉体的原位控制

以硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯为先驱体,利用溶胶-凝胶法合成CaO-MgO-SiO2纳米陶瓷粉体,研究了溶胶系统pH值、去离子水添加量、先驱体浓度、溶胶静置温度以及分散剂等因素对煅烧后粉体形貌的影响.结果表明:当pH值处于2.5～4.5、C[H2O]/C[Si]为2:1～4:1、先驱体浓度为0.8 mol/L、水浴温度为60℃、添加适量分散剂时,凝胶在煅烧后能获得具有良好分散性的纳米粉体.通过严格控制上述溶胶-凝胶过程中的原位工艺条件,制得了粒子直径为50～100 nm、分散性非常好的CaO-MgO-SiO2纳米陶瓷粉体.     

氧化-沉淀法合成高振实密度球形LiFePO4/C正极材料

采用氧化-沉淀法,以FeSO4.7H2O、H3PO4和H2O2为原料通过合成球形前驱体FePO4.2H2O来制备高密度球形LiFePO4/C复合材料。结果表明:当溶质浓度为0.1 mol/L,搅拌速度为500 r/min,陈化时间为36 h时,可合成振实密度高、球形度好的球状前驱体FePO4.2H2O;采用超声波浸渍液法将制备的FePO4与LiOH.H2O、蔗糖混合,通过碳热还原法合成球形LiFePO4/C。该球形LiFePO4/C正极材料的振实密度为1.68 g/cm3,在0.05 C、0.1 C和0.5 C倍率下的首次放电比容量分别为138.9、128.7和113.2 mA.h/g,经20次循环后,容量的保持率分别为99%,98.7%和98.6%。     

柠檬酸盐水溶液中二价钴的电化学还原过程（英文）

采用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS),研究不同柠檬酸盐浓度和pH下钴的电化学还原过程。结果表明:在组成为0.05 mol/L CoSO4·5H2O、0.20 mol/L Na2SO4和0~0.40 mol/L C6H5O7Na3·2H2O,pH为3~9的溶液中,二价钴以游离Co2+离子和[Co(C6H5O7)]配合物两种形态存在,并在电极表面被还原。溶液的pH对钴的电化学还原过程有显著的影响。当柠檬酸盐溶液的pH为3时,钴主要以游离Co2+离子的形态被还原;当溶液为弱酸性(pH=4~6)时,钴主要以[Co(C6H5O7)]-的形态被还原为Co0,还原过程分两步进行,中间产物在电极表面发生吸附;当柠檬酸盐水溶液的pH大于7时,形成的柠檬酸钴配合物主要是[Co(C6H5O7)]-和[Co(C6H4O7)]2-,这两种配合物非常稳定,其还原电位负于溶液的析氢电位,因此难以从该溶液中还原得到Co0。     

水热法合成负热膨胀材料ZrW2O8

采用水热法在5OO℃的低温条件下成功地合成了具有负热膨胀系数的材料ZrW2O8．X射线衍射结果表明,当加入的盐酸溶液浓度CHCl≥6mol／L时,可用水热法合成出多晶前驱体ZrW2OT(OH)2(H2O)2．运用热重-差热分析法研究了前驱体ZrW2O7(OH)2(H2O)2和产物ZrW2O8的热稳定性,结果表明,前驱体在较低温度(500℃)下灼烧即可获得产物ZrW2O8．经X射线衍射和红外光谱分析证明,所获得的产物为单一立方相ZrW2O8．     

室温固相反应法制备Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)负温度系数热敏电阻

以Mn(CH3COO)2·4H2O,Ni(CH3COO)2·4H2O,Co(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,采用室温固相反应法制备出镍锰钴草酸盐前驱体,将该前驱体在850℃煅烧2 h得到尖晶石相Ni0 66Mn2.34xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体.用XRD,TGA,SEM,沉降式粒度分析仪和热膨胀仪对镍锰钴草酸盐前驱体与Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体进行了表征.结果表明,由室温固相反应法得到的草酸盐前驱体是单相的镍锰钴复合草酸盐在850℃煅烧2 h得到镍锰钴氧化物为纯尖晶石相,粉体颗粒为球形,团聚较少,粒径均匀,平均粒径约为0.2μm,有较好的烧结活性,是制备热敏陶瓷材料的理想粉体.     

快速共沉淀过程pH值对Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_2及LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2性能的影响

采用快速共沉淀法制备Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体,利用前驱体与LiOH.H2O的高温固相反应得到锂离子电池层状正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,探讨pH值对材料结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试对合成样品进行表征。结果表明,pH值为11.00~12.00时,合成的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体均无杂相;pH值为11.50时,合成的前驱体制备出的正极材料具有良好的电化学性能,0.1C倍率下首次放电比容量为192.4 mA.h/g;经过40次循环,容量保持率为91.56%。     

制备过程pH值对FePO4·xH2O及LiFePO4性能的影响

以FeSO4·7H2O,H3PO4,H2O2和NH3·H2O为原料合成FePO4·xH2O前驱体,考察制备过程溶液pH值对合成FePO4·xH2O前驱体性能的影响;将Li2CO3,FePO4·xH2O和乙炔黑球磨混合,通过低温固相反应合成LiFePO4.用X射线衍射和扫描电镜对FePO4·xH2O和LiFePO4进行结构和表面形貌表征,研究不同pH值条件下合成的FePO4·xH2O前驱体为原料对制备的LiFePO4电化学性能的影响.结果表明溶液pH值1.5时制备的FePO4·xH2O中含有少量Fe(PO4)2(OH)2杂质.当pH分别为2、3、4和5时,合成的FePO4·xH2O均为纯相.pH值为2左右合成的FePO4·xH2O前驱体制备出的LiFePO4具有良好的电化学性能;其振实密度达1.11 g/cm3.     

负热膨胀材料立方ZrMo2O8的制备研究

以ZrO(NO3)2和N6H24Mo7O24·4H2O等为原料,采用湿化学法制备出立方相ZrMo2O8粉体.对前驱体在室温～800℃进行了TG-DSC测试,采用XRD、SEM对立方相ZrMo2O8粉体进行了分析观测.结果表明:亚稳相立方ZrMo2O8的制备对热处理工艺十分敏感,采用湿化学法在450℃制各出单一立方相ZrMo2O8粉体,在室温～400℃热膨胀系数为-4.337×10-6K-1.     

液相还原法制备超细球形镍粉的研究(英文)

采用液相还原法,以水合肼为还原剂,硫酸镍为原料,氢氧化钠为pH值调节剂,在不添加分散剂的情况下制备超细镍粉,并探究了体系反应温度、pH值、Ni2+离子浓度、N2H4·H2O/Ni2+摩尔比工艺参数对制备镍粉的平均粒径、形貌及分散性的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XED)、能谱分析、激光粒度分析等测试手段表征粉体的性质。得出了实验的较佳工艺参数:反应温度80℃、pH值为11、Ni2+离子浓度为0.5 mol/L,[N2H4·H2O]:[Ni2+]适宜范围为2~4,制得镍粉的平均粒径为400 nm。     

Study on Preparation Technology of Nickel Powder with Liquid Phase Reduction Method

采用液相还原法,以水合肼为还原剂,硫酸镍为原料,氢氧化钠为pH值调节剂,在不添加分散剂的情况下制备超细镍粉,并探究了体系反应温度、pH值、Ni2+离子浓度、N2H4·H2O/Ni2+摩尔比工艺参数对制备镍粉的平均粒径、形貌及分散性的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XED)、能谱分析、激光粒度分析等测试手段表征粉体的性质。得出了实验的较佳工艺参数:反应温度80℃、pH值为11、Ni2+离子浓度为0.5 mol/L,[N2H4·H2O]:[Ni2+]适宜范围为2~4,制得镍粉的平均粒径为400 nm。     

2,2,2-胺三乙酰-苯胺及其稀土配合物的合成、表征与荧光性质

为了研究三脚架型配体稀土配合物的组成、可能的配位状态及荧光性质,合成了三脚架型配体——2,2,2-胺三乙酰苯胺（L）及其6个稀土配合物。用红外光谱,核磁共振波谱,元素分析,差热-热重,摩尔电导等方法表征了配体及其配合物的组成、配位形式及荧光性质。结果表明,L的化学式为C24H24N4O3,与稀土硝酸盐配位,且n（L）∶n（Re）=1∶1,在DMF中为2∶1型电解质,其中,2个NO3-均与金属离子以单齿形式配位;荧光分析表明Tb（Ⅲ）配合物的荧光强度与溶液的pH值有关,并且在中性溶液中荧光强度最大;在分子偶极矩较大的溶剂中,荧光强度最强。说明该配体是较好的稀土荧光敏化剂。     

21-4N气阀钢平衡凝固相变与析出行为研究

借助Thermo-calc软件,对21-4N气阀钢所属的Fe-(20～23)Cr-(8～11)Mn-(3～6)Ni-(0.3～0.6)N-(0.3～0.7)C-(0～0.4)Si多元体系凝固过程中的相变和析出行为进行了研究。采用Thermo-calc中的TCFE9数据库对该体系的垂直截面图计算,分析了不同组元对平衡凝固和冷却过程中相变与析出的影响,得到了21-4N钢的平衡凝固相变析出路径。结果表明,21-4N钢由1 500℃平衡冷却至650℃的过程中完整平衡相变路径为:L→L+δ→L+γ+δ→L+γ→L+M7C3→γ+M23C6→γ+M23C6+Cr2N→γ+M23C6+Cr2N+δ。凝固过程中,δ铁素体相是否产生取决于体系中N、C、Ni与Cr含量,N、C与Ni含量增加可缩小δ铁素体相稳定区,Cr含量增加可扩大δ铁素体相稳定区;M7C3相是否析出主要取决于体系中的C含量;C与Cr含量增加可促进M23C6析出,Cr还可以促进σ相析出;N可以抑制M23C6析出并促进Cr2N的析出。     

负热膨胀材料立方ZrMo2O8的制备研究

以ZrO(NO3)2和N6H24Mo7O24·4H2O等为原料,采用湿化学法制备出立方相ZrMo2O8粉体.对前驱体在室温～800℃进行了TG-DSC测试,采用XRD、SEM对立方相ZrMo2O8粉体进行了分析观测.结果表明亚稳相立方ZrMo2O8的制备对热处理工艺十分敏感,采用湿化学法在450℃制各出单一立方相ZrMo2O8粉体,在室温～400℃热膨胀系数为-4.337×10-6K-1.