锰酸锂动力锂离子二次电池中主要化学元素的回收研究

介绍了锰酸锂废旧锂离子电池经放电处理后,再对其进行拆解→活性物质剥离→酸溶→沉淀回收Mn、Li等工艺处理,有效地回收了其中的锰和锂。实验结果表明:用2mol·L-1的HNO3 1mol·L-1的H2O2体系,在固液比为65g·L-1的情况下对经过600℃处理的锰酸锂进行酸溶效果最佳,LiMn2O4的溶解率为100%,锰的回收率达98%,所得Li2CO3沉淀纯度可达97%以上。     

NaCl?CaCl2熔盐回收废旧锰酸锂电池中金属锰的电化学方法

750°C条件下NaCl?CaCl₂熔融盐中直接电解还原LiMn₂O₄回收金属锰为废旧锂离子电池的回收提供了新的思路。采用电化学手段研究LiMn₂O₄在涂覆电极表面的还原过程，结果显示，锰酸锂的还原过程是分步进行的，还原过程为Mn(IV) → Mn(III) → Mn(II) → Mn；在电脱氧12 h条件下，0.5?3 V的产物为CaMn₂O₄、MnO、(MnO)_x(CaO)_1?x、Mn，电解电压达到电压在2.6 V时单质锰出现，增加电压可促进锰的脱氧进程。电脱氧随着三相界面的推进由外向芯部逐渐进行，当电压较大时会加快还原反应的动力学过程，并产生两个阶段的三相界面。     

滨海湿地中溶解态CH4的通量及影响因子

以长江口滨海湿地的九段沙湿地和西沙湿地为研究区域,探究了滨海湿地水体中溶解态CH₄浓度和通量的变化过程及影响因子.采样期间,CH₄溶存浓度有显著的季节变化:九段沙秋季的CH₄平均溶存浓度最大,为(0.30±0.19)μmol·L^-1;西沙夏季的CH4平均溶存浓度最大,为(1.16±1.52)μmol·L^-1.西沙的CH₄平均溶存浓度((0.56±0.91)μmol·L^-1)高于九段沙((0.18±0.17)μmol·L^-1).通过主成分分析发现,CH₄的时空变化主要与滨海湿地的季节更替及潮汐作用有关,低温、高盐度和富氧环境都将抑制CH₄的合成.对于不同的季节和研究区域,溶解态CH₄的通量变化也有显著差异.九段沙和西沙水环境向大气扩散的CH₄通量分别在秋季((0.45±0.43) nmol·m^-2·s     

铁强化二氧化锰去除连二硫酸锰及工艺研究

锰矿浆烟气脱硫过程中会产生副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆),它的存在制约了脱硫液中锰的资源化利用.基于锰矿组成提出铁强化MnO₂去除MnS₂O₆新工艺,探究了不同铁化学环境对MnO₂去除S₂O^2-₆影响.结果表明,加入Fe(III)对于二氧化锰去除S₂O^2-₆具有良好促进作用,去除率呈递增趋势,在5g·L^-1质量浓度的硫酸下去除率可达55.1%.操作条件优化实验结果表明,反应温度90℃,H₂SO₄质量浓度5g·L^-1,Fe(III)质量浓度15g·L^-1,n(S₂O^2-₆)∶n(MnO₂)=1∶20,反应时间3h的工况条件组合下S₂O^2-₆的效果较佳.     

Fe3O4、ZSM-5改性施氏矿物活化H2O2去除甲基橙

Sch/Fe₃O₄/ZSM-5复合光催化剂通过化学浸渍法制备,并用于活化H₂O₂去除甲基橙.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及比表面积分析(BET)对Sch/Fe₃O₄/ZSM-5进行形貌和结构表征.考察了溶液初始pH、H₂O₂浓度、Sch/Fe₃O₄/ZSM-5投加量对UV/Sch/Fe₃O₄/ZSM-5/H₂O₂体系去除甲基橙的影响.结果表明,当甲基橙初始质量浓度为10 mg·L^-1、初始pH为3、H₂O₂浓度为3 mmol·L^-1、Sch/Fe₃O_...     

SCR废催化剂中钒和钨常温常压浸出新工艺

基于SEM-EDS，XPS，获得常温常压下SCR废催化剂二段式浸出新工艺，采用Box-Behnken试验设计(BBD)方法分段研究了各因素及其交互作用对钒和钨浸出影响，得到了最佳工艺参数，并分析了浸出机理.结果表明，采用二段式浸出工艺，各因素影响顺序为:第一阶段提钒，反应温度＞浸出时间＞浸出剂浓度;第二阶段提钨，反应温度＞浸出剂浓度＞浸出时间.第一段当NaOH浓度0.5mol·L^-1，60℃下反应10min时，钒浸出率为(61.40±0.24)%;第二段当NaOH浓度2.5mol·L^-1，90℃下反应50min时，钨浸出率为(55.73±0.22)%.废催化剂中钒以V₂O₃，VOSO₄和V₂O₅形式存在，与NaOH反应生成可溶性钒酸盐，少部分V₂O₃和V₂O₅在反应过程中生成VOSO₄后溶解.     

钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究

采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn_1.99Nd_0.01O₄)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn₂O₄颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6 mAh·g^－1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4 mAh·g^－1,循环100次后的放电比容量为110.4 mAh·g^－1,容量保持率为93.2%.     

碳酸盐在铝土矿溶出过程中的脱除行为

采用XRD,XRF,SEM-EDS和PSD等检测手段,系统研究了不同石灰添加量、溶出温度、晶种添加量和碳酸盐质量浓度下一水硬铝石型铝土矿高压溶出过程中铝酸钠溶液中碳酸盐含量的变化规律及其脱除机理.结果表明:铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度为25g·L^-1时,氧化铝溶出和碳酸盐脱除的最佳条件为:石灰添加量为11%,溶出温度为270℃,此时氧化铝的溶出率和碳酸盐的脱除率分别为72.47%和68.95%.具有板条状结构的霞石(Na₆(Al₆Si₆O₂₄)·Na₂CO₃·2H₂O)为脱除碳酸盐时的主要产物.铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度在25g·L^-1以下时碳酸盐更易脱除.     

原位生长法制备HKUST-1陶瓷纳滤膜及其染料截留性能

采用原位生长法在商品化陶瓷微孔膜基底依次涂覆γ-Al₂O₃和介孔二氧化硅层，通过使HKUST-1在介孔硅表面可控结晶，制备了一种HKUST-1复合陶瓷纳滤膜，并对其形貌和结构进行了表征.通过对反应温度、前驱体溶液物质配比、反应时间、前驱体溶液浓度进行优化，研究了复合陶瓷纳滤膜对小分子有机染料去除性能的影响.以牛血清蛋白(BSA)为模型污染物，对复合陶瓷纳滤膜的抗污染性能进行了评价.结果表明，0.34 mol·L^-1Cu(NO₃)₂与0.14 mol·L^-1 H₃BTC在100℃下反应12 h,制备的复合陶瓷纳滤膜对亚甲基蓝、甲基橙、铬黑T、罗丹明B、酸性品红、刚果红的去除率为20%～99%,通量为17.2～39.8 L·m^-2·h^-1.复合陶瓷纳滤膜的通量恢复率为61.8%,通量下降率为60%,表现出较好的抗污染性能.     

g-C3N4/CB/AuNPs修饰玻碳电极的制备及其对硫酸联氨的电化学测定

将炭黑(CB)纳米粒子与类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)混合,然后将金纳米粒子(Au NPs)掺杂其中,形成一种新型g-C₃N₄/CB/AuNPs复合纳米材料,用于修饰玻碳电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行了表征.实验结果表明：g-C₃N₄/CB/AuNPs对硫酸联氨(N₂H₄·H₂SO₄)的电化学氧化呈现极好的电催化性能.硫酸联氨的氧化电流与其物质的量浓度在2.5×10^-5～1.5×10^-3 mol·L^-1线性范围内呈良好的线性关系,检测限为1.6μmol·L^-1(信噪比S/N=3).     

FeVO4-H2O2体系中酸性品红的降解性能研究

为提高印染废水的高效、快速降解,进行了FeVO₄催化降解酸性品红水溶液的研究,考察了双氧水的初始浓度、催化剂用量和反应温度对脱色率和反应速率常数的影响。结果表明:在使用FeVO₄作为非均相Fenton催化剂时,酸性品红的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述。FeVO₄投加量的增加和温度的增大都可以显著提高酸性品红降解反应速率常数。在H₂O₂浓度为13.6 mmol·L^-1,FeVO₄投加量为1.0 g·L^-1,温度25 ℃条件下,60 min时FeVO₄对酸性品红水溶液的降解率达到94.5%。同时,根据不同温度下的反应速率常数,并结合Arrhenius方程计算出酸性品红降解过程的假一级反应的活化能Ea为60.24 kJ·mol^–1。为利用多相类Fenton催化剂方法处理含酸性品红的印染废水提供理论依据。     

高密度LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2正极材料的合成与研究

用一种改进的氢氧化物共沉淀法制备了粒径均一、近球形的Mn_0.4Ni_0.4Co_0.2(OH)₂, 再通过高温固相合成法制备了高密度的LiMn_0.4Ni_0.4Co_0.2O₂正极材料。结果表明,在沉 淀体系中加入F^-,可以在较为宽松的条件下制备出振实密度为2.3g·cm^-3的LiMn_0.4Ni_0.4Co_0.2O₂正极材料。对产物进行了XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明,产物具有良好的形貌; XRD测试表明,产物具有良好的层状结构,无杂质相存在。在充放电电压区间为3.0~4.4V,电流密度为30mA·g^-1时,首次充电和放电容量分别为185和164mAh·g^-1,经过50次循环,放电容量仍能保持90%。     

低成本铁碳复合非均相Fenton催化剂制备及其性能

采用低成本浸渍烘干工艺制备铁碳复合非均相Fenton反应的催化剂.结果表明:催化剂中的Fe主要沉积在颗粒活性炭(GAC)的微孔结构中,可有效降低Fe的流失,提高Fe的利用效率;通过研究偶氮染料活性黑5(RB5)的脱色效果,在铁碳复合非均相Fenton催化剂投加量为2 g·L^-1,H₂O₂最佳投加量为0.5 mmol·L^-1,pH值为2的条件下,Fenton反应的脱色效果最佳;反应1 h后,对20 mg·L^-1的RB5溶液脱色率可达95%,催化剂中Fe的溶出量为0.62 mg·L^-1;催化剂经过5次循环使用后,仍有较好的活性,在最优条件下,RB5的脱色率依然能达到78%.     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

NaY9(SiO4)6O2: Bi3+,Eu3+荧光材料的合成及温敏特性

为寻找高性能荧光温敏探针材料,用荧光强度比率法,对NaY_9-x-y(SiO₄)₆O₂:xBi³⁺,yEu³⁺荧光粉体的温敏特性进行了研究.结果表明:该材料中存在Bi³⁺→ Eu³⁺的高效能量传递,单一波段激发Bi³⁺发光离子,可获得Bi³⁺和Eu³⁺的双发射荧光光谱;温度升高时,Eu³⁺发射光谱的猝灭速率比Bi³⁺缓慢;根据不同温度下2种发光光谱强度的比值,获得了NaY_6.192(SiO₄)₆O₂:0.108Bi³⁺,2.7Eu³⁺在300~450 K最高相对灵敏度为1.51 %·K^-1,大大优于可实用温敏材料的相对灵敏度数值(0.3 %·K^-1),该材料具有较大的实际应用前景.