一种包含二核镍簇和四核镍簇的有机-无机复合的新型砷钨酸盐(enH_2)_3[Ni_2(H_2O)_10][Ni_4(H_2O)_2(α-As~VW_9O_(34))_2]·en·8H_2O

在水热条件下,利用三缺位Keggin多钨氧酸盐前驱体Na_8[α-HAs~VW_9O_(34)]·11H_2O与NiCl_2·6H_2O、乙二胺反应,合成了一种包含二核镍簇和四核镍簇的有机-无机复合的新型砷钨酸盐(enH_2)_3[Ni_2(H_2O)_(10)][Ni_4(H_2O)_2(α-As~VW_9O_(34))_2]·en·8H_2O,并经IR光谱、元素分析、热重分析和X射线单晶衍射等测试手段进行了表征.标题化合物属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数:α=1.204 23(19),b=1.258 5(2),c=1.593 8(4) nm,α=97.472(3),β=108.229(3),γ=114.779(2)°,V=1.985 2(7) nm~3,Z=1,D_c=4.589g/cm3,GOOF=1.023,R_1=0.044 3,wR_2=0.113 8.X-射线单晶结构分析表明,标题化合物分子由3个质子化乙二胺阳离子[enH_2]~(2+)、1个二核镍簇阳离子[Ni_2(H_2O)_(10)]~(4+)、1个四核镍簇取代的夹心型多阴离子[Ni_4(H_2O)_2(α -As~VW_9O_(34))_2]~(10-)、1个游离的乙二胺分子和8个结晶水分子组成.     

镍硫化物湿法冶金基础研究

文中发表了我们在镍湿法冶金方面的研究工作。我国原有的镍冶炼流程是在熔炼高镍锍之后采用缓冷、磨浮分离铜、镍硫化物。国内已研究过用二段常压浸出及一段氧压浸出使镍进入溶液,可取消冷却和磨浮工序。然而采用加压浸出,在设备和操作上有不少困难,而且能耗较大。我们研究了Ni_3S_2浸出反应的热力学与动力学,并用工业镍高锍进行了试验,证明可以实现常压酸浸出。其关键是样品制备、温度与传质条件。浸出反应遵守1-(1-α)~(1/3)=kt关系式。浸出反应与溶液成分如H~ ,Cl~-及Cu~(2 )有关。发现Cu~(2 )的影响有双重性,Cu~(2 )在镍硫化物表面生成Cu_2S时阻碍反应,此时浸出反应符合1-2/3α-(1-α)~(2/3)=kt关系式,但存在于固体中的铜的硫化物可以加速浸出过程。从研究Ni_3S_2酸溶解机理发现,抑制难溶的β-NiS生成是提高浸出率的重要措施。这一研究结果为实现镍高锍常压浸出提供了理论根据。     

一步水热法制备Ni3S2纳米空心球及其在超级电容器中的应用

将四水合醋酸镍和L-半胱氨酸分别作为镍源和硫源,采用一步水热法成功制备出了Ni_3S_2纳米空心球材料.分别利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜等仪器分析材料的形貌、组分和物相结构.结果表明:制备出的Ni_3S_2为尺寸均一的空心球,直径约300 nm,且具有良好的分散性.将制备出的Ni_3S_2压在泡沫镍上制成电极,研究其超级电容器的性能,结果显示:Ni_3S_2纳米空心球具有优良的倍率性能和循环性能,这归因于材料优异的稳定性和特定的空心球状结构,不仅为电极反应提供了丰富的活性位点,还有效缩短了电子以及离子的扩散路径.     

等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr_2Ni_3、BPO_4及Fe_5C_2。20钢的磨损率为1. 90 mm~3/min,涂层的磨损率为0. 26 mm~3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。     

复合盐碱媒介法合成NiSe_2与Ni_(0.85)Se纳米材料及其结构转化机理

利用熔融复合盐碱媒介法(SACM)合成了2种不同结构的硒化镍纳米材料,即NiSe_2八面体和Ni_(0.85)Se纳米片。探讨了反应时间和水添加量对产物形貌的影响。采用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)和场发射扫描电镜(FESEM)等对材料进行表征,据此提出硒化镍的形成机理及其结构转变的微观机制。通过紫外光谱分析,估算NiSe_2与Ni_(0.85)Se 2种硒化镍的能带带隙,分别约为1.47 eV和1.75 eV,带隙宽度对应的光波波长位于可见光范畴。NiSe_2与Ni_(0.85)Se均为典型半导体材料。     

钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍电极材料制备及其电催化析氢性能分析

氢能作为一种能量载体,具有清洁无污染、可再生、安全等优点,被誉为人类的终极清洁能源。因此发展高效、稳定的电催化析氢催化剂对可再生能源的转换利用至关重要。以偏钒酸铵为钒源,F127为结构调控剂,采用水-乙二醇混合溶剂体系制备了钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极。通过X-射线光电子能谱(XPS)分析,掺杂钒的价态为+5价。通过研究该催化剂在1 M KOH碱性介质中的电催化析氢反应性能。发现钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极具有优异的电催化析氢性能,在碱性介质中仅需要206 mV的过电势就可以产生50 mA·cm~(-2)的电流密度,低于没有钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍(226 mV)和空白NF(350 mV)需要的过电势,并且该催化剂在电流密度为70 mA·cm~(-2)时可以稳定10 h。性能结果说明金属掺杂优化了Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极的电催化析氢性能。     

Fe含量对有序态Ni4Mo合金晶体结构及性能的作用

研究了Fe含量对有序态Ni_4Mo合金晶体结构及力学性能的作用,结果表明:当在有序态Ni_4Mo合金中添加的Fe含量小于10%时,合金的晶体结构仍为单相有序D1a结构;而当Fe含量为10%时, Ni_(70)Mo_(20)Fe_(10)合金的晶体结构变为单相有序面心立方结构;如果继续增加合金中的Fe含量,则在合金中析出了密排六方结构的第二相. Fe元素通过改变合金的晶体结构显著提高了有序态Ni_4Mo合金拉伸时的延伸率,有序态Ni_(70)Mo_(20)Fe_(10)合金在真空中的延伸率达到了30.9%,比有序态Ni_4Mo合金的延伸率提高了12倍. Fe合金化也有效降低了有序态Ni_4Mo合金在氢气环境中的脆性敏感性.     

共沉淀法制备Li[Li0.1 Ni0.45-xMn0.45-xSn2x]O2微米球及其电化学性能研究

目的:制备正极材料Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Sn^2+的物质的量的关系。方法:通过共沉淀法以SnSO_4、Na_2CO_3、MnSO_4?H_2O和NiSO_4?6H_2O为原料,制备前驱物(Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x)(CO_3)_0.9,与Li_2CO_3充分混合,高温煅烧得到正极材料Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2微米球。结果:正极材料的物相用X射线衍射（XRD）进行检测,表观形貌利用扫描电子显微镜（SEM）进行研究,采用恒流充放电测试对电池电化学性能进行分析。结论:添加Sn^2+可以有效提高Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2系列锂离子正极材料的电化学性能。     

非晶镍-钴-磷化学镀层

用化学沉积方法得到非晶态镍-钴-磷镀层,并研究了非晶Ni_(51.2)Co_(39.7)P_(9.1)和Ni_(72) Co_(17.8)P_(10.2)镀层的晶化过程。结果表明,两种镀层不仅结晶相存在差异,而且具有不同的晶化机制;用作表面硬化的功能性镀层,非晶镍-钴-磷镀层与非晶镍-磷镀层相比较,具有较高的红硬性(热稳定硬度)。     

不同锂源对富锂锰基Li_(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_2正极材料性能的影响

采用共沉淀的方法将含有一定比例的镍、钴、锰的醋酸盐溶液均匀混合,然后加入适量的沉淀剂Na_2CO_3制备前驱体Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)CO_3,与不同锂源(Li_2CO_3、LiOH)混合煅烧得到富锂锰基Li_(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_2正极材料.采用XRD和SEM分别对制备的(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_22的结构和表面形貌进行表征,采用恒电流充放电和循环伏安法对制备的(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_22的电化学性能进行测试.结果表明,以Li OH为锂源合成的样品在0.1C(1C=250 m A/g)倍率下首次充电比容量和放电比容量分别为330.1 m Ah/g和218.6 m Ah/g,首次库仑效率为66.23%,在1C倍率内表现为优秀的稳定循环比容量特性,但是在2C以及2C以上高倍率循环稳定性不及以Li_2CO_3为锂源合成样品的性能.     

多孔纳米Ni3S2的制备及其电化学性能研究

通过两步液相法合成了生长在泡沫镍上的具有多孔结构的纳米Ni_3S_2,分别用XRD,SEM对材料进行了物相和微观形貌表征,并利用电化学工作站测试了其电化学性能.实验结果表明,利用(NH_4)_2S_2O_8氧化泡沫镍时反应温度应在70℃以上,反应时间在3 h以上,合成的电极材料表面呈多孔薄层的三维结构,孔径大小分布广,并且薄层之间没有互相重叠的现象.循环伏安曲线及恒流充放电曲线显示,Ni_3S_2电极材料具有良好的可逆性,明显的电池电容特点.当电流密度增大10倍时,比电容只下降了35.5%,具有良好的倍率性能.由交流阻抗谱图可知,高频区电阻率为0.91Ω,低频区直线斜率大,表明材料具有良好的导电性.当电极材料充放电次数从0增加到1 000次时,比电容由1 015.4 F·g~(-1)增加到1 222.7 F·g~(-1),增加了20.4%,表明制备的Ni_3S_2具有良好的循环稳定性.     

替代元素对化合物Gd_3 Ni和GdNi_2微结构的影响

采用X射线粉末衍射法,研究了化合物Gd_3(Ni_(1-x)Co_x)、(Gd_(1-x)Y_x)_3Ni和(Gd_(1-x)Y_x)Ni:(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)的晶体结构,并利用内标法精确测定其点阵参数的变化.研究结果表明,Gd_3(Ni_(1-x)Co_x)、(Gd_(1-x)Y_x),Ni和(Gd_(1-x)Y_x)Ni_3分别保持了Gd_3Ni和GdNi_3的晶体结构;这些化合物的点阵参数变化趋势符合费伽定律.     

外事活动简讯

来访情况 △应我院邀请,澳大利亚伍伦贡大学斯坦迪(N.Standish)副教授6月5日至6月16日来我院讲学。 △美国南加州大学朗顿(T.G.Langden)教授,应我院邀请5月19日至5月27日来我院讲授超塑性。     

第八届国际轻金属会议征集论文

第八届国际轻金属会议(ILMT)定于1987年6月22—26日在奥地利的莱奥本和维也纳召开。本届会议是有关铝的专门会议,就以下内容征集论文。材料科学和性能: 铝的物理冶金和金相学;固化(例,合金快速淬火、带材铸造);结构和性能;强度和韧性;疲劳和断裂特性;可模锻性(包括超塑性);温度-形变处理(例,时效硬化、消除     

由金刚烷胺缩邻香草醛Schiff碱合成具有立方烷结构的四核镍(Ⅱ)簇合物

将新制的金刚烷胺缩邻香草醛Schiff碱(以下简称Schiff碱)与溶有等摩尔NaOH的甲醇溶液混合后,再滴入同等摩尔六水合氯化镍,回流6h,即得四核镍(Ⅱ)簇合物(以下简称簇合物).簇合物分子组成为[Ni_4L_4(μ3-OMe)4(MeOH)_4](L为去质子邻香草醛).用元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射等手段对簇合物进行了表征.在外场1000Oe,温度范围2~300K的条件下测试了簇合物的变温磁化率.计算得到其居里常数为5.68cm~3Kmol~(-1),外斯常数为12.98K,表明簇合物中顺磁离子之间存在铁磁相互作用.     

以含羟基席夫碱为配体的Ni~(2+)配合物的合成、结构及磁性研究

配合物[Ni_4L_4(HOMe)_4](1)(H_2L:为邻氨基苯甲醇和邻香草醛反应所得席夫碱)在溶剂热条件下,以甲醇为溶剂,通过四水合醋酸镍和配体H2L在碱性环境下反应所得。X-射线单晶衍射分析表明:每个配合物分子的中心,为四个NiII离子和四个氧原子交替占据顶点的[Ni4O4]立方烷结构。对配合物1的磁性测试结果表明配合物1中的镍离子之间存在铁磁相互作用。     

镍-二氧化锰同时电解新工艺研究

中南矿冶学院冶金系与成都电冶厂紧密合作,在中南矿冶学院进行的镍-二氧化锰同时电解探索性试验的基础上,于1984年5月至8月在中南矿冶学院,以成都电冶厂生产所用的镍高锍(高冰镍)为原料,双方共同进行了直接浸出、净化及镍-二氧化锰同时电解全流程试验研究。历经三个月,每周期电解液体积为16至22升,试验获得显著效果如下: 1.新工艺流程畅通; 2.镍浸出率大于95％; 3.净化后得到的电解新液达到了生产特级电镍的纯度要求; 4.镍-二氧化锰同时电解过程中,阴、阳级很少析出氢气和氧气。同时电解的电流效率平均为:阴极97.35％,阳极95.67％,槽电压平均为2.86V。产品比为Ni:MnO_2=     

国际学术交流简讯

我院邱竹贤教授应挪威奥斯陆大学格洛泰姆教授(Kai Grjotheim)的邀请5月15日至7月1日赴挪威就“电极湿润性机理”进行合作研究。 日本真空开发部长、日本真空协会理事小宫宗冶博士应辽宁省真空学会邀请,6月3日至6月5日来我院讲学、座谈。 日本东北大学选矿冶炼研究所臼井进之助教授应我院邀请6月12日至6月26日携夫人臼井辉子来我院讲学,内容为《表面化学》。     

电镀镍铁合金的穆斯堡尔谱学研究

电镀多层镍铁合金工艺是七十年代的新工艺,它用价廉的铁代替部分镍,而且合金镀层具有一系列优良的性能.在应用穆斯堡尔谱学方法研究镍铁合金方面,从Johnson等人的工作开始,陆续出现一些有关因瓦(Invar)型镍铁合金和NiFe,Ni_3Fe的研究论文,然而他们的研究皆不是电镀产生的镍铁合金,而文献[2]所研究的只是一种Ni75成份的电镀镍铁合金.     

世界著名应用数学家萧家驹博士一行来我校讲学

6月13日,世界著名应用数学家,美国特拉华(Delaware)大学教授萧家驹博士(George C. Hiao,美籍华人)应邀来到烟台大学,在数学与信息科学系进行了为期十天的访问讲学活动,同来讲学的还有我校兼职教授及数学系主任北京大学闻国椿教授和吉林大学数学系博士导师李荣华教授。