锂离子筛前驱体Li4Mn5O12的制备及性能

以水热法自制γ-MnOOH和LiOH?H 2 O为原料,在较低温度下固相反应制备出尖晶石型Li 4 Mn 5 O 12,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性的MnO 2离子筛。研究该离子筛对Li+的吸附性能和选择性,并用XRD、SEM和FT-IR等和Li+选择性吸附研究固相反应工艺对离子筛材料结构、化学组成及离子交换性质的影响。结果表明：煅烧时间对前驱体的生成有较大影响,由400℃煅烧32 h所得的前驱体为纯相Li 4 Mn 5 O 12化合物,经酸浸脱锂后的离子筛仍保持与前驱体相同的尖晶石结构;锰源γ-MnOOH、前驱体Li 4 Mn 5 O 12和离子筛MnO 2均为低维棒状结构形貌;离子筛对锂的吸附速率符合一级动力学Lagergren方程,饱和吸附容量为40.2 mg/g,并具有较好的Li+选择性。     

锂离子吸附剂(H2TiO3)的合成及吸附性能

选取TiO2为钛源、Li2CO3为锂源,采用高温固相法合成锂吸附剂前躯体Li2TiO3,并探讨锂钛比、焙烧温度、焙烧时间等因素对合成Li2TiO3性质的影响.将Li2TiO3用一定浓度的盐酸酸洗脱锂后制得偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,酸洗过程中锂的抽出率达到98.86％,而离子筛中的钛溶损却很小.采用XRD和SEM等分析手段对TiO2、Li2TiO3和H2TiO3及其吸附锂后的样品进行表征.最后应用伪一级和伪二级动力学方程对H2TiO3的吸附性能进行研究,并对吸附过程进行拟合从而计算相应的速率常数.结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附:在LiCl溶液中的吸附平衡数据符合Langmuir 等温吸附方程,表明吸附过程为单层吸附.     

偏钛酸型锂吸附剂的合成及吸附性能

以TiO2和Li2CO3为原料,采用固相法合成偏钛酸型锂吸附剂前躯体Li2TiO3,将该前躯体经过盐酸洗脱锂,得到偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,其中锂的抽出率达到98.86%,钛几乎不溶损.对TiO2、Li2TiO3、H2TiO3以及H2TiO3吸附锂后的样品进行XRD和SEM表征.研究偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3对锂离子的吸附性能,并用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附过程进行拟合,计算相应的速率常数.结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,在LiOH溶液中对锂离子的吸附容量为39.8 mg/g;吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附,吸附平衡数据符合Langmuir 等温吸附方程.     

球形锂离子筛的制备及其吸附性能

采用了悬浮聚合造粒法,以聚苯乙烯和Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4粉体为原料制备球形锂离子筛前驱体,经0.5mol/L的HCl解析脱锂,得到球形锂离子筛。并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、原子吸收分光光度计等测试手段对样品的晶体结构、形貌、吸附性能等进行表征。吸附-解析实验结果表明,球形离子筛前驱体在HCl中处理2 h后解析基本完成。球形锂离子筛对Li~+的吸附速率比较快,在含锂溶液中吸附3 h基本达到平衡。升高温度有利于离子筛对Li~+的吸附,在pH 12.57、温度70℃下,离子筛的平衡吸附量为24 mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和动力学二级模型,是单分子层化学吸附。球形锂离子筛对盐湖卤水中的锂具有良好的吸附和选择性以及良好的循环吸附性能,在卤水中经过10次循环吸附后,吸附量仍有9.2 mg/g,Mn的总溶损率只有1.92%。     

Li2MnO3的电化学活性及脱嵌锂机理研究进展

富锂固溶体正极材料xLizMnO3·（1-x）LiMO2（M--Co,Ni,Mn…）,首次不可逆容量很大程度上与组分中的LizMnO3电化学过程有关。富锂固溶体正极材料4．5V区域充电平台是组分中Li2MnO3电化学活化过程;Li2MnO3首次循环不可逆容量较大,约在50～100mAhg-1,4．5V电位脱出Li＋同时脱出O2-,等效脱出不可嵌入的Li2O;Li2MnO3与分解的电解液发生离子交互反应后,H＋占据不可逆位置,阻碍了Li＋的嵌入;多周循环晶体结构改变,形成不可逆结构并有新相生成。本文综合介绍近几年关于Li2MnO3结构、常温脱嵌锂机理、高温下电解液分解及循环后结构变化等方面的研究现状。     

Mg-Fe-CLDH对模拟谷氨酸废水的吸附分离

采用共沉淀法合成Mg与Fe摩尔比为3：1的层状双金属氢氧化物（Mg-Fe-LDH）,然后在500℃下煅烧6 h得到煅烧双金属氢氧化物（Mg-Fe-CLDH）。分析Mg-Fe-CLDH与Mg-Fe-LDH对谷氨酸的吸附性能,研究溶液p H、谷氨酸初始浓度、共存阴离子及温度等因素对吸附效果的影响,并对其吸附过程的动力学和热力学过程进行研究。结果表明：Mg-Fe-CLDH对谷氨酸的吸附效果很好,吸附率在优化条件下达到99.9%;吸附动力学符合准一级动力学方程,平衡吸附等温线很好地符合Langmuir方程。颗粒内扩散模型能很好地描述吸附动力学过程。颗粒内扩散模型拟合结果显示,颗粒内扩散不是唯一的反应速率控制步骤。     

Nb5+掺杂LiFePO4/C的反应挤出合成

以LiOH.H2O、FeC2O4.2H2O和P2O5为原料,以草酸铌为添加剂,采用反应挤出法合成Li1 5xNbxFePO4/C材料;采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和充放电测试研究不同Nb5+掺杂量对Li1 5xNbxFePO4/C材料结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,适量的Nb5+掺杂不会改变材料的结构和形貌;Nb5+掺杂可以有效减小电极的极化,其中Li0.97Nb0.006FePO4/C表现出最佳的电化学性能,在0.2C、0.5C、1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为162.9、148.9、141.7和137.1 mA.h/g;材料循环性能良好,经10次循环后,材料的放电比容量都保持在99%以上。     

化学气相沉积法改性ACFs及其去除溶液中甲基橙的应用(英文)

通过化学气相沉积法(CVD)对粘胶基活性炭纤维(ACFs)进行表面改性,利用比表面积、SEM、孔径分布和红外光谱等分析方法对样品进行表征。通过吸附实验研究改性ACFs对溶液中甲基橙的吸附行为。结果表明,吸附数据较符合Langmuir等温线模型;准二级动力学方程能够较好地反映改性ACFs对溶液中甲基橙的吸附动力学;颗粒间扩散为控制步骤,但并非唯一控制步骤。经计算获得的热力学参数包括ΔG、ΔH和ΔS,表明吸附为自发的放热物理吸附过程。从红外光谱分析可知,氢键作用是改性ACFs吸附甲基橙的主要吸附机理。     

纳米H_2TiO_3锂吸附剂的水热合成及其吸附性能

以TiO_2和LiOH·H_2O为原料,经水热反应、煅烧后得到纳米级别锂吸附剂前驱体Li_2TiO_3。用盐酸将Li~+洗脱后得到纳米级别锂吸附剂H_2TiO_3。通过XRD、SEM、动力学测试等手段考察煅烧温度、煅烧时间对吸附剂的结构和洗脱吸附性能的影响,用拟一级和拟二级动力学方程对吸附过程进行拟合,并用Langmuir和Freundlich等温线方程拟合吸附平衡数据。结果表明:在773K下煅烧2h制备的吸附剂对锂离子吸附容量最高达到36.16mg/g,并且具有极快的洗脱和吸附速率;洗脱5h时,锂洗脱率为98.8%,吸附速率常数达到0.0339g/(mg·h);吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附平衡数据符合Freundlich方程,锂离子对镁离子的分离因子达到154.17。     

D301树脂吸附钼蓝的热力学与动力学(英文)

通过静态吸附实验,研究D301树脂对钼蓝的吸附热力学和动力学。结果表明:D301对钼蓝的吸附行为符合Freundlich等温方程;在不同温度下,D301吸附钼蓝的吸附焓变ΔH和吸附熵变ΔS均为正值,而吸附自由能变ΔG为负值,表明吸附是一个自发的、吸热过程,升温有利于吸附。动力学研究表明,此吸附过程符合双驱动模型,吸附过程主要受粒内扩散步骤控制,经拟合获得动力学总方程。     

合成温度对正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3和C6H8O7·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法在600～800℃下合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,利用XRD和蓝电测试系统对材料进行表征,研究了合成温度对材料电化学性能的影响。结果表明:650℃下合成产物中开始出现Li3V2(PO4)3相,700、750和800℃下合成纯相的Li3V2(PO4)3正极材料;750℃合成的样品在放电电流密度为0.1C下首次放电容量为123.5mAh·g-1,并且随电流密度增大到10C时也有较好的循环稳定性。     

Fe3+掺杂Li4Ti5O12的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。     

特性Na离子吸附剂的制备及其从钨酸铵溶液深度除钠（英文）

在Na2O-Al2O3-CaO-TiO2-P2O5体系中通过控制结晶合成了多孔吸附剂Na1.6Al0.6Ti1.4(PO4)3(NATP)。XRD分析表明,合成的玻璃体会弥散结晶为NATP和Ca9Al(PO4)7两相;通过酸浸可将Ca9Al(PO4)7相溶出,从而使主相NATP中留下大量孔道。实验研究了平衡时间、溶液pH和Na+浓度对吸附剂离子交换性能的影响。吸附动力学和平衡热力学研究表明,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程和Langmuir等温方程进行描述。此外,在工业钨酸铵溶液中深度除钠的实验表明,除钠率高于97%,且循环实验表明该吸附剂具备良好的循环性能。     

改性柿子生物吸附剂对铜和铅的吸附性能

以柿子粉为原料,分别采用硫酸和硝酸进行化学改性制备两种柿子生物吸附剂SPP和HPP,研究它们对Cu2+和Pb2+的吸附性能,考察溶液pH值、固液比、温度、吸附时间以及金属离子浓度及对吸附性能的影响。结果表明:SPP和HPP的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程拟合的效果优于Freundlich方程的;SPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为61.47 mg/g和207.90 mg/g,HPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为64.0 mg/g和220.8 mg/g,吸附过程为化学吸附所控制。     

锂离子电池正极材料Li_2MnO_3的显微组织与电化学性能

以MnO2和LiOH·H2O为原料,采用固相法分别在750和900℃温度下焙烧得到Li2MnO3正极材料,并研究Li2MnO3正极材料晶体缺陷结构和相变对电化学容量的影响。通过X射线衍射(XRD)和电子衍射(SAED)进行晶体结构分析,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了材料形貌,并对材料进行充放电测试和微分容量分析。结果表明:在750℃下合成的Li2MnO3具有类球形结构,晶体中出现大量的层错;电化学活化后获得的139.3m A·h/g放电容量和纳米片状特征与晶体结构中存在较高的层错密度有关;在900℃下合成的Li2MnO3晶体结构完整,但电化学过程中难于活化,即使100次循环后,Li2MnO3的超晶格结构依然保持完整;在电化学循环过程中,Li2MnO3会由层状结构逐渐向尖晶石结构转变;随着循环次数增加,电池容量主要来自尖晶石的电化学容量,其余部分来自Li2MnO3的逐渐活化。     

高容量正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的合成及电化学性能

以LiOH.H2O、Ni(OH)2和Mn3O4为原料,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所得样品的结构和形貌进行表征,并测试了该材料的倍率性能和高低温性能。结果表明:900℃下烧结10 h后可获得晶粒细小均匀的层状Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2材料,并具有良好的电化学性能,放电容量最高可达235.9 mA.h/g;在50℃下测试时该材料的放电容量高达284.4 mA.h/g,并表现出良好的循环性能,其倍率性能和低温性能还有待进一步改善。     

双滴共沉淀法合成MgO-LDH的脱氟性能

采用双滴共沉淀法制备MgO-LDH水滑石去除溶液中氟,并采用静态实验系统地讨论溶液初始p H值、氟初始浓度和吸附时间等因素对MgO-LDH吸附性能影响。结果表明:吸附条件对氟的吸附能力影响较大,适宜的MgO-LDH投加量为10 g/L,溶液初始p H为6.40;随着温度的升高,MgO-LDH的吸附量也随之增加。在较佳的实验条件下,MgO-LDH对氟的最大吸附量为16.60 mg/g。动力学数据分析显示,准二级动力学方程(R~2=0.9314~0.9907)比准一级动力学方程(R~2=0.7941~0.9919)能更好地描述吸附动力学特征。颗粒内扩散方程拟合结果发现,氟在MgO-LDH吸附过程包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程。吸附等温数据拟合发现,Langmuir吸附等温式(R2=0.9982~0.9992)比Freundlich吸附等温式(R2=0.6904~0.9453)更好地描述氟在MgO-LDH上的等温吸附行为。     

焙烧温度对Li2FeSiO4前驱体Li2SiO3性能的影响（英文）

以Li2CO3,HNO3,Si(OC2H5)4为原材料,采用溶胶-凝胶和高温焙烧法合成Li2SiO3;研究焙烧温度和回流系统对硅酸锂组分和性能的影响;利用TGA/DTA,XRD,SEM和粒径分析等手段对样品进行表征;采用Li2SiO3和Fe2C2O4.2H2O固相反应制备Li2FeSiO4。XRD结果表明,在溶胶-凝胶制备过程中使用回流系统能减少Li2SiO3样品中Li2SiO5和Li4SiO4杂质。焙烧结温度对Li2SiO3的性能有重要的作用,当温度为700℃时,Li2SiO3前驱体材料样品纯度为97%,并具有良好的形貌;它是由粒径为1～3μm的一次粒子组成,一次粒子束形成疏松、多孔的团聚体。     

液相Al3+掺杂LiAlxMn2-xO4的化学合成及其电化学性能

采用工业上常用的碳酸锰热解法制备锰氧化物前驱体,与Li2CO3混合后焙烧得到锂离子电池正极材料LiMn2O4,并在碳酸锰制备过程中掺入铝离子制备LiAlxMn2?xO4(x=0.01,0.02,0.03,0.05,0.1)。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行表征,并对合成材料在常温和高温(55℃)下的电化学性能进行研究。结果表明:合成的前驱体及锰酸锂材料均无杂相;随着Al3+掺杂量的增加,LiAlxMn2-xO4颗粒尺寸不断长大;材料的首次充放电比容量随Al3+掺杂量的升高而下降,但循环性能提高;Al3+的掺入极大地提高了材料的循环性能,尤其是在高温条件下,当掺杂量x=0.05时,1C倍率下循环100次容量的保持率由未掺杂的72.2%升高到90.7%。     

壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌水溶液中铜离子的吸附(英文)

研究了壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌吸附铜离子的性能,分析了pH、吸附剂投加量、温度、铜离子初始浓度和时间对铜离子吸附的影响。结果表明,pH对铜离子的吸附有较大的影响。此外,固定化枯草芽孢杆菌吸附剂比空白吸附剂具有更强的吸附性能。整个吸附过程符合朗缪尔吸附模型(R2=0.994),最大吸附量为100.70mg/L。动力学模型拟合结果表明,实验符合准二级动力学模型,线性相关指数大于0.999。吸附剂能在0.1mol/LNaOH溶液中被成功解吸。