李运姣
,
李洪桂
,
孙培梅
,
苏鹏抟
,
赵中伟
,
霍广生
,
刘茂盛
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2000.05.010
在分子设计理论和方法指导下,借助于钨、钼化合物的性质差异,设计并合成了从钨酸盐溶液中选择性沉淀除钼的 M115-a、 M115-b 等四种沉淀剂.采用由化学试剂配制而成的含钼钨酸钠溶液及工业粗钨酸钠溶液进行选择性沉淀除钼工艺验证试验,结果表明,四种沉淀剂可分别在不同程度上选择性沉淀除钼,但以 M115-a的除钼效果最好,对含 Mo0.6～1.4 g/L 的料液,其除钼率可达 94%～99%,除钼过程钨回收率大于 99.9%.
关键词:
钨
,
钨钼分离
,
沉淀
赵中伟
,
梁新星
,
刘旭恒
,
何利华
,
陈星宇
,
司秀芬
,
陈爱良
中国有色金属学报
针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂困难的问题,提出利用LiFePO4/FePO4材料对盐湖卤水进行选择性提锂的思路.在热力学计算的基础上绘制298.15 K时Me(Li, Na, K, Mg)-Fe-P-H2O体系的?—pH图,并讨论FePO4对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性吸附问题.结果表明:当离子浓度为0.1 mol/L、体系氧化还原电位降到0.36 V(vs SCE)时,FePO4中+3价的铁即被还原为+2价,同时Li+嵌入FePO4晶格生成LiFePO4;而体系电位需降到0.132 V和0.073 V才分别生成KFePO4和NaFePO4,说明材料对Li的选择性优于Na和K的,而Mg0.5FePO4则在计算分析的范围内不能稳定存在,说明FePO4对Mg2+无吸附性.因而,在适当的电位范围内(本研究的计算条件下为0.173~0.33 V)即可利用磷酸铁材料实现Li与Na、K、Mg等元素的选择性提取,而吸附锂后通过调节氧化还原电位大于约0.33 V,即可实现LiFePO4材料中Li的脱出.
关键词:
Me-Fe-P-H2O系
,
FePO4离子筛
,
热力学
,
提锂
,
卤水
李运姣
,
李洪桂
,
孙培梅
,
赵中伟
,
霍广生
,
孙召明
功能材料
以MnO2为锰源,采用机械活化与湿化学集成的方法首次在水溶液中合成了尖晶石锂锰氧化物.研究表明,经机械活化后的MnO2具有较高的反应活性,其在水溶液中与锂化合物反应2h后,产物的嵌锂量达3.94%.其尖晶石锂锰氧化物的形成过程经历了MnO2的预活化和预还原、MnO2的锂化、结构重组与转晶3个步骤,随合成时间的延长,合成产物的化学组成与物相结构趋于稳定,所得合成材料具有完整而稳定的尖晶石结构,并具有良好的热稳定性和充放电循环稳定性,富锂尖晶石Li1.04Mn1.96O4的初始充电容量为122.4mAh/g,初始放电容量为112.0mAh/g,分别达其理论容量的97.4%和89.1%;第2～5次循环的放电容量稳定在111.7～110.7mAh/g之间.
关键词:
锂锰氧化物
,
机械活化
,
湿化学
,
合成
,
机理
赵中伟
,
王明
功能材料
应用机械化学原理,研究了在振动磨样机中由磷酸二氢钙(MCPM)和氢氧化钙合成羟基磷灰石(HAP)过程的动力学机制,并建立了相应的动力学模型.结果表明,合成过程为生成中间产物二水磷酸氢钙(DCPD)的两步式反应,其中第二步反应在第一步反应结束后才开始,并且在很短的时间内(＜30s)迅速完成,即发生了"爆炸式"反应,反应过程可用类Avrami方程进行表征.探讨了发生"爆炸式"反应的可能机理.
关键词:
机械化学
,
羟基磷灰石
,
"爆炸式"反应
,
动力学
高利利
,
赵中伟
,
赵红敏
,
李洪桂
,
霍广生
,
陈爱良
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.020
针对钨冶炼过程中采用选择性沉淀法除钼后溶液中铜浓度"反常"偏高的现象,利用同时平衡原理,对该溶液体系中的Cu-NH<,3>-Cl-S复杂络合平衡进行了热力学计算,并根据结果绘制了有关平衡图,同时结合生产实际进行了分析与解释.结果表明,选择性沉淀法除钼后溶液中的铜可与HS<'->,NH<,3>,CL<'->和OH等阴离子形成多种复杂络合离子,但大多数铜络合离子浓度非常低,对溶液中总铜浓度影响很小;造成铜的"反常"偏高的主要原因在于铜与HS<'->形成的Cu(HS)<,3><'->和CuS(HS)<'3><,3><'->络离子,并且在计算条件下,该类络离子的浓度随pH值及溶液中[S]的增加而迅速增加.最后根据分析结果,提出了避免铜杂质超标的对策,主要方法如下:(1)在不造成大量钨损的前提下尽可能降低溶液硫化的pH值或在保证硫化深度的前提下尽可能降低硫化剂的用量,可使除钼后溶液中铜浓度降低;(2)可以在除钼后向溶液中加入氧化剂(如H<,2>O<,2>)将溶液中剩余的硫氧化成SO<'2><,4><'->使其无法与铜络合从而减少溶液中的铜浓度;(3)因铜络离子均以络阴离子的形式存在,可通过溶剂萃取或阴离子交换树脂吸附,将含铜络阴离子除去,从而降低溶液中的铜浓度.
关键词:
选择性沉淀法
,
Cu-NH3-Cl-S复杂络合平衡
,
铜络合离子
,
热力学计算
赵中伟
,
陈爱良
,
孙培梅
,
陈星宇
,
霍广生
,
李洪桂
中国有色金属学报
将"活性硫化镍法"所用的除铜试剂"硫化镍"视为先导化合物,按电子等排原理,通过分子修饰进行类型衍化,修饰阴离子,以一种新设计的含硫化学结构取代S2-,得到的新型除铜剂为NAS和硫化镍混合物.结果表明:当NAS纯度α≥73%(NAS在混合物中所占比例)、除铜剂用量为理论量的1.2倍、溶液pH值为4.0、反应温度为60℃时反应80 min后,采用新型除铜剂从镍电解阳极液中除铜,除铜后溶液中的铜浓度c(Cu2+)可降至1.57×10-5mol/L,除铜渣中铜镍质量比不小于25,远优于工业生产的要求(c(Cu2+)≤1.57×10-5mol/L,渣中铜镍质量比不小于15);NAS在自然条件下放置62 d后,其除铜效果仍然能够满足生产要求,且NAS在除铜过程中没有引入有害离子进入溶液.
关键词:
镍电解阳极液
,
除铜:电子等排原理
李洪桂
,
李运姣
,
孙培梅
,
赵中伟
,
霍广生
,
孙召明
功能材料
采用湿化学方法,通过水溶液中的化学反应直接合成纳米级LiMn2O4化合物,其结构基本上为无定型,但XRD图谱中已出现LiMn2O4特征峰,说明在水溶液中已初步形成尖晶石结构;运用XRD、SEM、TG-DTA等现代检测手段对样品的性能进行了表征.XRD及SEM等分析结果表明,合成样品经简单热处理后,晶型结构完善,形貌规整、均匀,比表面积显著减小,粒度明显变粗.TG-DTA热分析证明,样品在低于900℃的温度下进行热处理时,仅发生LiMn2O4的晶化过程,产物的化学组成稳定.该法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,具有工艺流程简单,产物的成分、结构及粒度均匀等特点.
关键词:
锂离子电池
,
LiMn2O4
,
湿化学合成
陈爱良
,
赵中伟
,
孙培梅
,
陈星宇
,
张刚
,
孙昭明
材料导报
通过Tafel曲线,在不同的体系中考察了双氧水对钛电极的影响:Cl、NO-3体系对钛腐蚀电位的影响很小,在有Ca2+和P存在下,不含双氧水的体系的腐蚀电位要更负;通过X射线和SEM扫描电镜发现,随着双氧水浓度的提高,羟基磷灰石衍射峰的强度增强,基体钛的衍射峰减弱;H2O2用量较高时(浓度达到9%),其衍射峰变得更加尖锐,说明羟基磷灰石的结晶度得到了提高.在H2O2用量浓度较低时,其晶体形貌为团絮状结构,随着浓度的增加,生成的OH-增多,晶体形状变为大片状,相互交错形成具有较大孔洞的网状结构,膜也变得致密.但是,不管双氧水浓度如何变化,沉积过程中由于不导电的涂层不断生长,使得电极表面电阻增大,造成阴极电流密度总体趋向都是不断减小.
关键词:
Tafel曲线
,
阴极沉积
,
羟基磷灰石
,
恒电位
赵中伟
,
霍广生
中国有色金属学报
绘制了25.℃时Mn-H2O与Li-Mn-H2O系的ε-pH图, 并对锂离子电池用正极材料锰酸锂的湿化学制备以及溶液中锂的回收问题从热力学上进行了分析, 指出了可能的技术途径和对策; 计算发现, LiMn2O4完全或部分地占据了各种价态锰离子化合物的稳定区域, 在水溶液中的稳定性很好. 这对湿法制备LiMn2O4十分有利; 而LiMnO2的稳定性较差, 仅在溶液中维持较高锂离子浓度时才可存在. 湿法制备LiMnO2的条件较为苛刻; 对于从溶液中回收锂, 锰的固体氧化物如MnO2无疑是极佳的吸附剂, 理论上有很高的回收率. 吸附的锂宜采用提高溶液电势的方法进行氧化性解吸.
关键词:
Li-Mn-H2O系
,
热力学
,
LiMn2O4
,
LiMnO2
赵中伟
,
申美玲
,
陈星宇
,
李洪桂
材料导报
为了提高磷酸钙钛(CaTi4(PO4)6,简称CTP)陶瓷膜的生物活性,采用碱液对其进行了处理.研究了碱液的浓度、温度及处理时间时CTP诱导沉积HAp的影响.采用XRD、SEM检测其物相组成和表面形貌.实验结果表明:碱处理液的浓度、处理温度及时间对CTP陶瓷膜表面成分结构和诱导HAp沉积的能力有较大影响;陶瓷膜经浓度为1.0mol/L、温度为80℃的碱溶液处理2h,在仿生溶液中浸泡4d后有明显HAp沉积.说明碱处理对CTP陶瓷膜起到了生物活化改性的作用,有助于诱导HAp沉积,达到了提高生物活性的目的.
关键词:
磷酸钙钛
,
碱处理
,
羟基磷灰石
,
沉积
,
生物活性
