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高电压镍锰酸锂正极材料的合成与电化学机理

化工进展 2024年

作者：李美萱成建凤黄国勇徐盛明郁丰善翁雅青曹才放温嘉玮王俊莲王春霞顾斌涛张袁华刘斌王才平潘剑明徐泽良王翀王珂中国石油大学(北京)新能源与材料学院江西耐华环保科技有限公司清华大学核能与新能源技术研究院江西省君鑫贵金属科技材料有限公司江西省科学院江西理工大学北京科技大学土木与资源工程学院浙江微通催化新材料有限公司横峰县凯怡实业有限公司

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料的工作电压平台为4.7V(vs Li/Li+)，是目前输出电压最高、成本较低且环保的锂离子电池正极材料。本文采用水热法制备了铝掺杂的镍锰酸锂(LiNi0.45Al0.05Mn1.5O4，简称Al@LNMO)样品，并通过密... 详细信息

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料的工作电压平台为4.7V(vs Li/Li+)，是目前输出电压最高、成本较低且环保的锂离子电池正极材料。本文采用水热法制备了铝掺杂的镍锰酸锂(LiNi0.45Al0.05Mn1.5O4，简称Al@LNMO)样品，并通过密度泛函理论计算研究了掺铝对镍锰酸锂电化学特性的影响。DFT计算结果表明，铝掺杂可以降低镍锰酸锂的带隙，提高其电导率。XRD和FT-IR表征证明，合成的Al@LNMO的晶体结构为Fdm。此外，电化学循环测试表明，Al@LNMO在25°C和50°C的温度下、1 C的倍率下的初始比放电容量分别为137.1mAh/g、138.0mAh/g；经过100次循环后，其容量保持率分别为82.9%和79.1%。并且，Al@LNMO50℃下的容量保持率与25℃下的容量保持率相近。这表明Al@LNMO具有良好的高温稳定性。以上结果表明，Al@LNMO是一种很有前途的锂离子电池高电压正极材料。

关键词：铝掺杂镍锰酸锂电化学复合材料分子模拟高电压

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高效的重稀土分离萃取剂——P227

中国稀土学报 2022年第6期40卷 976-987页

作者：余东海安华英杜若冰李林艳徐盛明肖吉昌中国科学院上海有机化学研究所中国科学院有机氟化学重点实验室上海200032 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中国科学院大学北京100049

分离是整个稀土产业链的关键一环,溶剂萃取是目前稀土分离的主要方法。萃取剂的性能在很大程度上决定了分离工序的产能、酸碱消耗、产品质量、工艺适用范围以及综合效益等。为了实现高效、绿色的稀土分离,多年来稀土萃取剂的发展一直备... 详细信息

分离是整个稀土产业链的关键一环,溶剂萃取是目前稀土分离的主要方法。萃取剂的性能在很大程度上决定了分离工序的产能、酸碱消耗、产品质量、工艺适用范围以及综合效益等。为了实现高效、绿色的稀土分离,多年来稀土萃取剂的发展一直备受关注。但发展一种新萃取剂必须考虑哪些因素,却缺乏统一参考。文献中报道的高选择性、高容量、易反萃等一种或几种性能优异的有机化合物难以最终成为工业应用的萃取剂。新稀土萃取剂的研发必须综合考虑“9S原则”(即选择性(Separation)、反萃(Stripping)、饱和容量(Saturation)、速率(Speed)、稳定性(Stability)、溶解性(Solubility)、安全性(Safety)、合成(Synthesis)、原料(Source))以及常见杂质影响(即铁、铝、钙、硅等)。本文以P227(二(2-乙基己基)次膦酸)为例,探索了“9S原则”的应用;结合常见杂质的耐受性分析,阐明了P227具有作为重稀土分离萃取剂的潜力。

关键词： 9S原则重稀土分离萃取剂 P227

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巯基苯并咪唑类捕收剂的设计合成与性能

中国矿业大学学报 2014年第2期43卷 309-313,324页

作者：秦伟徐盛明解强中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 清华大学精细陶瓷北京市重点实验室北京100084

采用密度泛函DFT/B3LYP方法,通过对巯基苯并噻唑类捕收剂(MBT)的单点能、荷电分布以及前线轨道等量子化学参数的计算,研究了2-巯基苯并噻唑类捕收剂的电子转移能力ΔN与取代基团的关系.结果表明,取代基团碳链增加、供电性增强,分子的HOM... 详细信息

采用密度泛函DFT/B3LYP方法,通过对巯基苯并噻唑类捕收剂(MBT)的单点能、荷电分布以及前线轨道等量子化学参数的计算,研究了2-巯基苯并噻唑类捕收剂的电子转移能力ΔN与取代基团的关系.结果表明,取代基团碳链增加、供电性增强,分子的HOMO轨道能量升高,电子转移能力增强,据此设计了11种巯基苯并咪唑(MBI)类新型捕收剂,合成了其中3种理论活性较高的化合物EMBI,PMBI和BMBI,并通过药剂对方铅矿、闪锌矿和黄铁矿的吸附行为进行表征,对矿物的吸附能力由强到弱次序为:方铅矿,闪锌矿,黄铁矿;矿物对3种捕收剂的吸附量随取代基团的增加而增大,由大到小次序为:BMBI,PMBI,EMBI,与理论计算结果一致.

关键词：巯基苯并类捕收剂量化参数浮选药剂分子设计吸附量

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FCC废催化剂的回收利用研究进展

中国有色金属学报 2022年

作者：程文博章小明侯学军王馨王春霞徐盛明黄国勇中国石油大学(北京)新能源与材料学院中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室清华大学核能与新能源技术研究院

FCC催化剂是催化裂化工艺的核心，其产量及消耗量巨大。然而由于水热、金属中毒等原因导致FCC催化剂失活，造成FCC催化剂的大量报废。FCC废催化剂中含有Ni、V、Fe等有害金属，是危险废弃物和重要的二次资源，如果不加以合理处置，势必...

FCC催化剂是催化裂化工艺的核心，其产量及消耗量巨大。然而由于水热、金属中毒等原因导致FCC催化剂失活，造成FCC催化剂的大量报废。FCC废催化剂中含有Ni、V、Fe等有害金属，是危险废弃物和重要的二次资源，如果不加以合理处置，势必会造成环境污染和资源浪费。本文简述了FCC废催化剂的来源及产生的主要原因，同时详细介绍了FCC废催化剂的主要处理途径，包括梯次利用、再生以及金属回收。结论表明：梯次利用和再生能够使FCC废催化剂进行二次利用，增加使用途径和次数。若从根本上解决FCC废催化剂对环境的污染问题，必须对其所含金属进行综合回收利用，从而保证我国战略资源和环境的可持续发展。

关键词：

Ce^(4+)替代Pu^(4+)的模拟固化体(Gd_(1-x)Ce_x)_2Zr_2O_(7+x)的合成及结构演变

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物理化学学报 2013年第6期29卷 1168-1172页

作者：赵培柱李林艳徐盛明张覃贵州大学矿业学院贵阳550003 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

Gd2Zr2O7中Gd具有很大的中子吸收截面,其烧绿石结构-缺陷萤石结构的转变能较低,使其成为理想的核废料固化基材.使用硝酸盐为原料,添加少量NaF作助熔剂,在较低温度下(和传统高温固相反应相比),合成了烧绿石型Gd2Zr2O7.以Ce4+模拟Pu4+,研... 详细信息

Gd2Zr2O7中Gd具有很大的中子吸收截面,其烧绿石结构-缺陷萤石结构的转变能较低,使其成为理想的核废料固化基材.使用硝酸盐为原料,添加少量NaF作助熔剂,在较低温度下(和传统高温固相反应相比),合成了烧绿石型Gd2Zr2O7.以Ce4+模拟Pu4+,研究了Gd2Zr2O7对锕系核素的固化,并合成了系列模拟固化体(Gd1-xCex)2Zr2O7+x(0≤x≤0.6).采用粉末X射线衍射(XRD)对系列样品进行了表征.结果表明:随着x值的增大,样品从烧绿石结构向缺陷萤石结构转变,且晶胞大小基本保持恒定,但当x=0.6时,衍射峰明显宽化,晶格畸变比较严重,晶格稳定性降低.当x=1时,即用Ce4+完全取代Gd3+进行合成,不能得到Ce2Zr2O8,产物发生了相分离,为四方结构的(Zr0.88Ce0.12)O2和萤石结构的(Ce0.75Zr0.25)O2的混合物.模拟固化体的浸出率测试表明:当x≤0.2时,各元素浸出率均很低,但当x≥0.4时,各元素的浸出率明显升高,说明以Gd2Zr2O7作为固化Pu4+的基材,Pu4+掺入量不宜高于40%.

关键词：核废料固化 Ce4+替代Pu4+ 烧绿石结构缺陷萤石结构结构演变

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氧气辅助法制备氮化硼纳米管

无机材料学报 2014年第8期29卷 880-884页

作者：李娟吴浩陈拥军徐盛明清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 海南大学材料与化工学院海口570228 广西大学化学化工学院南宁530004 清华大学材料学院北京电子显微镜中心北京100084

将无定形硼粉于流动氨气(50 mL/min)和不同氧气流量(10、15、20、40 mL/min)的混合气氛下高温(1300℃)处理后,在不锈钢基片上收集到白色棉花状产物。研究结果表明,微量的氧气可将硼粉氧化成气态的B2O2中间体,为BN纳米管的生长提供活性... 详细信息

将无定形硼粉于流动氨气(50 mL/min)和不同氧气流量(10、15、20、40 mL/min)的混合气氛下高温(1300℃)处理后,在不锈钢基片上收集到白色棉花状产物。研究结果表明,微量的氧气可将硼粉氧化成气态的B2O2中间体,为BN纳米管的生长提供活性较高的硼源。当氧气流量适中时,所得纳米管的平均直径为80 nm,长度可达几百微米。氧气流量对BN纳米管的直径和产量影响较大,纳米管直径随着氧气流量的增大而增大,产量则出现先升高后降低的趋势。氮化硼纳米管的生长机理属于气–液–固模型。

关键词：氮化硼纳米管氧气辅助法气–液–固生长机理

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银精矿碱法熔炼工艺的扩大试验

中国有色金属学报 1998年第2期8卷 303-308页

作者：徐盛明肖克剑汤志军沈国励俞汝勤湖南大学化学化工学院湖南有色金属研究所

用正交试验法研究了熔炼温度、配煤量、配碱量及银精矿与铅精矿的质量比等因素对银精矿碱法熔炼中银、铅直收率的影响，建立了相应的回归模型；确定了苏打钾碱熔炼工艺的最佳工艺条件为：熔炼温度１０００～１０５０℃，停留时间１～... 详细信息

用正交试验法研究了熔炼温度、配煤量、配碱量及银精矿与铅精矿的质量比等因素对银精矿碱法熔炼中银、铅直收率的影响，建立了相应的回归模型；确定了苏打钾碱熔炼工艺的最佳工艺条件为：熔炼温度１０００～１０５０℃，停留时间１～２ｈ，配煤率４％～６％，钾碱率５％～７．５％及混矿比１∶１。此时，可获得含铅≥９８％，含银约１％的粗铅，铅、银的直收率分别大于９６％和９２％。

关键词：银精矿铅精矿苏打还原熔炼

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堆浸工艺及理论的研究进展

金属矿山 2000年第11期29卷 20-23页

作者：邱欣池汝安徐盛明朱国才清华大学核能技术研究院

堆浸技术主要用来处理低品位矿物 ,近几十年来 ,其技术有了很大的发展。文中主要介绍了几种堆浸的数学模型 ;在实践方面从矿石预处理、底垫铺设、筑堆和布液等方面作了简述。

关键词：堆浸工艺数学模型堆浸技术

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稀土元素在光催化剂中的应用及作用机理

稀有金属材料与工程 2006年第4期35卷 505-509页

作者：陈崧哲徐盛明徐刚李林艳清华大学北京100084

稀土元素具有丰富的能级,特殊的4f电子跃迁特性和光学性质,不仅能够以离子掺杂或半导体复合的形式有效提升传统TiO2光催化剂的性能,而且可以构造出多种新型的光催化剂体系。本文在归纳近年来相关文献的基础上,综述了稀土元素在光催化剂... 详细信息

稀土元素具有丰富的能级,特殊的4f电子跃迁特性和光学性质,不仅能够以离子掺杂或半导体复合的形式有效提升传统TiO2光催化剂的性能,而且可以构造出多种新型的光催化剂体系。本文在归纳近年来相关文献的基础上,综述了稀土元素在光催化剂中的应用概况及研究进展,从稀土改性TiO2基光催化剂和含稀土非TiO2基新型光催化剂两方面,探讨了稀土元素在光催化剂体系中所起的作用及其机理,并对含稀土光催化剂的设计思想、研究重点、目前效果及不足之处进行了总结和评述。

关键词：稀土元素光催化剂二氧化钛掺杂