摘要：使用盐酸直接浸出废旧三元锂电池黑粉中的锂、镍、钴、锰,采用基于Box-Behnken设计的响应曲面法,考察反应温度、酸浓度、时间对4种元素浸出率的影响。结果表明,直接酸浸法最佳工艺条件为:酸浓度6 mol/L,固液比250 g/L,反应温度60℃,反应时间7 h,2次浸出后,锂浸出率为99.96%,镍浸出率为99.73%,钴浸出率99.90%,锰含量为99.82%。

摘要：我国青藏盐湖以富含硼锂而著称,卤水中硼化学赋存状态随湖水化学类型的不同而发生变化,其中以硫酸盐型盐湖卤水中硼酸盐的存在形式变化最为复杂,卤水蒸发过程一般不以固体盐形式结晶析出,而是以多硼物种形式富集于氯化镁饱和老卤中,表现出严重的过饱和性,对后续锂盐和镁盐的分离提取影响较大。开展盐湖卤水体系中硼酸盐化学形态、分布规律及离子间作用机制等溶液化学研究对盐湖资源高效开发具有重要的意义。相比常规拉曼光谱技术,拉曼积分球基于拉曼散射原理可极大地提高激发光的使用效率和拉曼散射信号,对硼酸盐溶液结构检测具有拉曼响应信号强、检出限低、信噪比高等优点,为盐卤复杂体系硼酸盐化学形态的定量分析奠定了基础。利用拉曼积分球开展了盐湖卤水硼酸盐化学形态研究,阐述了卤水蒸发过程多硼酸根离子的变化规律;同时借助响应曲面法进行实验设计与优化,建立了共存盐类干扰回归模型用于盐湖卤水中单硼物种B(OH)_(3)的准确测定。结果表明,盐湖卤水浓缩过程中硼不断聚合生成多聚度硼酸根离子如B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)和B_(6)O_(7)(OH)_(7)^(2-)等,硼的化学形态变化规律与碱土金属如MgCl_(2)-MgO-2B_(2)O_(3)-H_(2)O体系中硼物种变化一致,但与碱金属溶液体系物种变化差别较大。回归模型对卤水中正硼酸B(OH)_(3)定量分析的相对误差小于5%,准确度较高;阐明了蒸发浓缩过程中B(OH)_(3)物种分布的变化规律,从定量视角初步阐述了卤水富集过程硼酸根离子间的聚合作用关系,可为后续开展盐卤体系多硼物种分布及作用机制研究提供新思路、新方法。

摘要：【目的】液体再分布器大都针对气液固共存体系优化设计,但在盐湖卤水吸附提锂工艺中,吸附塔属于液固体系,有必要研究开发新型液体再分布器与此特殊工况适配。【方法】提出了一种新型标准椭圆封头式液体再分布器,利用椭圆曲面实现集流,利用中心圆孔与环缝组合结构实现中心区域液体再均布。【结果】计算流体力学分析结果表明,在椭球中心沿直径向外100mm、200mm、290mm位置排布尺寸为7mm的3条环缝,液体均布效果最佳。【结论】相比现有液体再分布器完全截断壁流的结构方案,仅减小壁流的通流面积,利用椭球曲面将其导引至主流区外侧,可以解决因壁面粘性造成的近壁区域液体流量远低于中心的问题,实现液体充分均布。

摘要：树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs)独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积,表面硅羟基官能团可作为功能化活性位点。已有研究表明,DMSNs基新型吸附剂材料能够替代传统二氧化硅材料(如MCM-41和SBA-15),对重金属离子具有优异的去除作用。综述总结了DMSNs基新型吸附剂材料的功能化方法,比较了其和功能化MCM-41或SBA-15对不同重金属离子(Pb^(2+)、Cr^(6+)、Hg^(2+)等)和放射性金属离子(U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)等)的吸附性能,以期为设计具有优越重金属离子去除能力的DMSNs基新型吸附材料提供理论指导。

摘要：盐湖卤水中硼资源丰富,存在形式复杂多样,分离和回收硼的意义重大。基于N掺杂强静电与多羟基协同作用能够有效提高硼阴离子的分离机制,设计以水合肼为N源,多羟基的一维纳米材料碳纳米管(CNTs)为多羟基络合基,采用简单的一锅水热法合成了N掺杂的碳纳米管硼吸附材料(N-CNTs)。此外,以改性的聚丙烯腈为造粒剂,经造粒后,最大硼吸附容量为20.45 mg/g,特别在低浓度硼的分离中表现出优异的性能,这使N-CNTs成为硼的高效吸附材料。吸附机理为一维碳纳米管和改性聚丙烯腈的高比表面积上多羟基与N掺杂位置发生强静电协同增强络合吸附。硼吸附过程符合朗格缪尔吸附等温模型和准二阶动力学模型,在高浓盐多离子溶液中表现出优异的选择性硼吸附性能。该吸附剂在东台吉乃尔盐湖卤水中硼的吸附容量达18.92±1 mg/g,该技术在盐湖卤水及水处理行业具有较高的应用潜力。

摘要：酚类化合物广泛存在于空气、废水和土壤中,严重危害自然环境和人类健康。加强此类化合物的处理是科研工作者的研究重点。本文总结了树枝状介孔SiO_(2)纳米粒子(dendritic mesoporous silica nanoparticles,DMSNs)对酚类化合物吸附、降解的最新研究进展。重点探讨了DMSNs催化剂的设计思路以及在对硝基苯酚、苯酚、双酚A、邻氯苯酚等多种酚类化合物方面的应用和反应机制,为后续设计出绿色环保、吸附降解性能优异的功能材料提供了理论基础,并且展望了此类催化剂降解酚类污染物的发展方向。

摘要：以能源开发(如光解水制氢)及环境保护(如有机物降解)应用为目标,负载型贵金属催化剂在设计、制备及理论研究方面已取得了长足的发展。本工作以具有特异形貌及结构的树枝状二氧化硅纳米球载体为基础,通过溶胶-凝胶法在其孔道引入二氧化钛纳米颗粒形成硅钛杂化结构。通过有机改性技术,在树枝状硅钛杂化纳米球表面接枝氨基官能团。然后,通过浸渍法和硼氢化钠还原手段,在杂化纳米球孔道负载超细金纳米粒子。不同手段表征结果显示实验成功制备了树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒复合材料。在模拟太阳光下,所得催化剂光解水产氢量及速率为69.08μmol·g^(-1)和13.82μmol·g^(-1)·h^(-1),约为对比样催化剂(树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米粒子)的7倍。在无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为6.54×10^(-3)s^(-1),约为对比样的17倍(0.372×10^(-3)s^(-1))。由此可见,设计合成的新型催化剂展现出优越的多功能催化活性。

摘要：树枝状纳米球独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积。客体物质可负载于多级孔道内,形成新型的载体/递送/反应平台。本研究设计构筑了一类具有高稳定性的多功能复合材料——树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒催化剂。使其经过系列化学反应及改性过程,树枝状硅钛杂化纳米球依旧保持中心辐射状纹理结构,孔道内成功负载了锐钛矿二氧化钛和超细金纳米粒子。结果表明,相较于树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米颗粒材料(对比样),设计合成的催化剂展现出更加优越的多功能催化性能。在模拟太阳光下,其光解水产氢量为210.01μmol·g^(-1),约为对比样的10倍。无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为2.150×10^(-3) s^(-1),约是对比样(0.111×10^(-3) s^(-1))的19倍。

摘要：离子液体因其良好的电化学性能而被广泛用作电解液添加剂。综述近年来咪唑类、吡咯烷类和铵基等离子液体电解质在钠离子电池中的研究进展及自身特点,对优缺点进行总结与评价。咪唑黏度小,但电化学窗口窄;吡咯电化学窗口较宽,但缺少匹配的电池体系;铵基阳离子电化学窗口宽,但黏度较大。对离子液体在钠离子电池中的应用进行展望。应用于钠离子电池的离子液体需要研究和解决的问题有:降低生产成本并简化生产工艺;拓宽应用场景,尤其是使用温度;从分子设计的角度,设计有利于Na+脱溶剂化和迁移的离子液体,助力电极表面生成稳定的固体电解质界面。

摘要：采用CaCl_(2)和BaCl_(2)依次沉淀法净化卤水中的SO_(4)^(2-),采用基于Box-Behnken设计的响应曲面法,考察反应时间、反应温度、n(SO_(4)^(2-))∶n(Ca^(2+)或Ba^(2+))比例对SO_(4)^(2-)去除率的影响。结果表明,CaCl_(2)沉淀SO_(4)^(2-)的最优实验条件为:反应时间4 h,反应温度20℃和n(SO_(4)^(2-))∶n(Ca^(2+))比例为1.18,BaCl_(2)沉淀SO_(4)^(2-)的最优实验条件为:反应时间6 h,反应温度25℃和n(SO_(4)^(2-))∶n(Ba^(2+))比例为1.15,SO_(4)^(2-)浓度从1220.60 mg/L降低至32.35 mg/L。根据最佳工艺条件进行验证实验,处理后卤水中的SO_(4)^(2-)平均浓度为37.82 mg/L,去除率为99.50%,达到了进入电解生产金属镁的工艺要求。