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LiFePO4电池废旧正极材料的回收及再生利用

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LiFePO4电池废旧正极材料的回收及再生利用

作者：陈标兵湘潭大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的蓬勃发展,对具有安全性能好、成本低等优点的磷酸铁锂电池（Li Fe PO或者LFP）的需求也迅速增加,因此也会产生大量的废旧Li Fe PO电池。若是没有一种经济有效的方法处理这些废旧Li Fe PO电池,不仅会对环境造成不可修复... 详细信息

随着新能源汽车的蓬勃发展,对具有安全性能好、成本低等优点的磷酸铁锂电池（Li Fe PO或者LFP）的需求也迅速增加,因此也会产生大量的废旧Li Fe PO电池。若是没有一种经济有效的方法处理这些废旧Li Fe PO电池,不仅会对环境造成不可修复的损伤,而且废旧Li Fe PO电池中所存在的如锂、铁、磷等有价值的元素也将流失,造成巨大的经济损失。并且随着锂电池行业的迅速发展,对锂等资源的需求量也越来越大,然而地壳中可利用的锂资源是非常有限的,导致了碳酸锂、氢氧化锂等的价格迅速上涨。因此无论是从哪方面考虑,开展对废旧Li Fe PO电池的回收工作都是势在必行的。本文主要研究结果如下:（1）提出了一种通过氧化浸出,碳热还原等手段回收并再生废旧Li Fe PO正极的方法。通过过硫酸铵对材料进行氧化浸出,该方法能够很好的将材料中的Li浸出,并以LiCO的形式将Li回收,而浸出渣为Fe PO。经过碳热还原后,回收的材料能被再生为Li Fe PO。并且系统地探讨了碳包覆对再生Li Fe PO性能的影响。结果表明经过12 wt%碳包覆后,LFP-G12具有最为优异的电化学性能,在0.1 C的倍率下首次放电比容量为161.9 m Ah g,而且其在1 C下的首次放电比容量为146.89 m Ah g,在循环200次后仍为143.9 m Ah g,容量保持率高达97.9%。即使当电流倍率分别增加到2 C和5 C时,经过200次循环后,LFP-G12样品的容量保持率仍然达到96.1%和94.3%。（2）提出了绿色高效的水热法直接再生废旧Li Fe PO的方法。通过调节Li盐浓度和还原剂浓度,探讨了再生Li Fe PO的最佳条件。结果发现,0.2 M Li溶液20 m L,0.08 M还原剂溶液30 m L,3 g废旧Li Fe PO粉末,在200℃水热条件下反应3 h,然后再700℃下退火2 h,所获Li Fe PO样品的电化学性能最佳。在1C时,其放电比容量为145.92 m Ah g,循环200次后的容量保持率为99.1%。在2C和5C条件下,200次循环后的容量保留率分别为96.3%和94.7%。（3）通过V掺杂和含F碳包覆对废旧Li Fe PO电池进行回收再生,并探讨了不同V掺杂量以及不同含F碳包覆量对再生材料性能的影响。结果发现当V:Fe=0.005:0.995以及含F碳包覆量为10 wt%时,再生Li Fe PO样品具备最佳的电化学性能。在0.1 C的放电倍率下的首次放电比容量为166.8 m Ah g,在2 C和5 C下的首次放电比容量分别为135.8和123.5 m Ah g。并且在1 C的放电条件下,经过200次循环后,容量保持率高达98.3%。

关键词：废旧LiFePO4电池回收及再生水热法碳热还原法

长碳链脂肪族聚酰胺酰亚胺溶液的动态流变性能

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工程塑料应用 2024年第1期52卷 123-127页

作者：史越王标兵常州大学安全科学与工程学院江苏常州213100

为了提供半芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)溶液纺丝所需的基础流变性能数据,以不同二元酸酐、氨基十一酸、己二胺为原料合成了三种不同分子结构的长碳链脂肪族PAI,采用旋转流变仪研究了其溶液的动态流变特性,分析了溶液温度、浓度及分子链结... 详细信息

为了提供半芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)溶液纺丝所需的基础流变性能数据,以不同二元酸酐、氨基十一酸、己二胺为原料合成了三种不同分子结构的长碳链脂肪族PAI,采用旋转流变仪研究了其溶液的动态流变特性,分析了溶液温度、浓度及分子链结构对溶液流变行为的影响。研究结果表明,三种PAI的间甲酚溶液都为假塑性流体,表现出明显的切力变稀现象。储能模量(G′)、损耗模量(G″)、复数黏度(η*)均随着温度升高而下降但随着PAI浓度上升而逐渐变大;在同一种PAI溶液温度和浓度条件下,G′与G″存在动态流变特性值(Gc)。在低频区,G′大于G″,PAI溶液主要表现出弹性,而在达到Gc值后的高频区,G′小于G″,PAI溶液主要表现出黏性;另外,随着温度升高,动态流变特性值向着高频区移动,同时G′小于G″,PAI溶液表现为黏性。

关键词：脂肪族聚酰胺酰亚胺动态流变特性假塑性流体

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废锂离子电池的冶金回收工艺研究进展

北京工业大学学报 2024年第2期50卷 230-245页

作者：郭宇于刚强陈标华北京工业大学环境与生命学部北京100124

回收废锂离子电池对资源可持续性和人类健康至关重要。废锂离子电池需要经过预处理拆解为各种组分,其中正极材料是各种组分中最具回收价值和意义的部分。目前,冶金工艺是废锂离子电池正极材料回收的主要方法,该工艺主要包括废锂离子电... 详细信息

回收废锂离子电池对资源可持续性和人类健康至关重要。废锂离子电池需要经过预处理拆解为各种组分,其中正极材料是各种组分中最具回收价值和意义的部分。目前,冶金工艺是废锂离子电池正极材料回收的主要方法,该工艺主要包括废锂离子电池的预处理、有价金属的提取、产品的回收3个阶段。总结了各阶段的主要方法和进展,并对比了各种方法的优缺点。经对比发现在废锂离子电池的预处理阶段中,机械化的处理方式是未来的发展方向;在有价金属的提取和产品回收的2个阶段中,将各种工艺相耦合来开发绿色、低成本、高效率的组合工艺将是今后的发展趋势。

关键词：废锂离子电池回收有价金属冶金正极材料预处理

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时隔八年桥牌奥赛激情回归

桥牌 2024年第10期 8-12页

作者：标兵不详

第16届世界桥牌运动会(16th World Bridge Games)将于2024年10月21日至11月3日在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯举行。这是被称为桥牌奥赛时隔八年后的激情回归。世界桥牌运动会(WBG)是世界桥牌联合会(以下简称世界桥联)于1958年成立后创办... 详细信息

第16届世界桥牌运动会(16th World Bridge Games)将于2024年10月21日至11月3日在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯举行。这是被称为桥牌奥赛时隔八年后的激情回归。世界桥牌运动会(WBG)是世界桥牌联合会(以下简称世界桥联)于1958年成立后创办的首个世界级桥牌赛事。

关键词：桥牌运动八年奥赛世界桥联阿根廷回归

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泵阀复合式电液负载模拟器流量压力协调控制

机床与液压 2024年第4期52卷 140-147页

作者：李标兵汪成文赵二辉太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024

针对地面半实物负载模拟实验存在的被测试舵机运动干扰问题,提出流量压力协调控制电液负载模拟方法,并基于泵阀复合电液负载模拟器的加载给出方案。围绕泵阀复合电液负载模拟器建立系统数学模型;基于对泵阀职能分工的思想,利用反步滑模... 详细信息

针对地面半实物负载模拟实验存在的被测试舵机运动干扰问题,提出流量压力协调控制电液负载模拟方法,并基于泵阀复合电液负载模拟器的加载给出方案。围绕泵阀复合电液负载模拟器建立系统数学模型;基于对泵阀职能分工的思想,利用反步滑模控制器设计方法,分别为泵控闭式子系统和阀控子系统设计速度伺服和力伺服控制器。通过联合仿真,验证所提出的技术方案和控制策略的可行性及有效性。结果表明:所提流量压力协调控制电液负载模拟方法具有优良的加载性能,且对降低系统功耗有显著效果。

关键词：负载模拟泵阀复合协调控制职能分工反步滑模法

“三全育人”视域下中职化学全过程评价体系的构建策略

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安徽教育科研 2024年第9期 27-30页

作者：陈标颍上县职业技术学校安徽阜阳236200

2017年,中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》明确提出,要坚持全员全过程全方位育人(以下简称“三全育人”),各校教师应当充分学习文件中的重要精神,将“三全育人”理念贯彻到教学工作的方方面面。... 详细信息

2017年,中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》明确提出,要坚持全员全过程全方位育人(以下简称“三全育人”),各校教师应当充分学习文件中的重要精神,将“三全育人”理念贯彻到教学工作的方方面面。本文将基于此,以中职化学全过程评价体系的构建为切入点,分析“三全育人”视域下的教学策略,希望能够给予各校教师一定的参考与启示。

关键词：三全育人中职教学化学教学评价体系

CuZn/CeO_(2)催化剂在CO_(2)加氢制甲醇中的应用研究

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低碳化学与化工 2024年第8期49卷 100-106页

作者：张兰陈标华王宁北京工业大学环境科学与工程学院北京100124

CO_(2)加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结,导致催化剂严重失活。而CeO_(2)亲水性较弱,具有较高的水热稳定性,可以增强CuZn物种的分散。因此,通过水热合成法制备了一系列CeO_(2)载体晶面可调控... 详细信息

CO_(2)加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结,导致催化剂严重失活。而CeO_(2)亲水性较弱,具有较高的水热稳定性,可以增强CuZn物种的分散。因此,通过水热合成法制备了一系列CeO_(2)载体晶面可调控的CuZn基催化剂,并在其中引入了适当浓度的氧空位。采用TEM、XRD和H_(2)-TPR等表征手段研究了合成的CeO_(2)载体及CuZn/CeO_(2)-y催化剂(y为rod、cube或otca)的形貌、结构和还原性能等物理化学性质,并考察了CuZn/CeO_(2)-y催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中的催化性能。结果表明,暴露(110)晶面的纳米棒结构的CeO_(2)载体(CeO_(2)-rod)更有利于CuZn基物种的分散,并且CeO_(2)-rod与Cu物种形成了Cu—O—Ce界面,增强了催化剂同时吸附和活化CO_(2)和H_(2)的性能。因此,CuZn/CeO_(2)-rod表现出较高的CO_(2)转化率和甲醇选择性,在260℃、3MPa的条件下,甲醇时空收率为433.4g/(kg·h),甲醇选择性高达68.5%。同时,利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱对CO_(2)加氢制甲醇的反应路径和重要中间物种的演变进行了详细研究,发现在CuZn/CeO_(2)催化剂的作用下,反应主要遵循甲酸盐路径,载体的晶面效应没有改变反应路径,但是提高了重要中间物种达到平衡的速率。

关键词： CuZn/CeO_(2)催化剂 CO_(2)加氢甲醇选择性氧空位

含DOPO/吲哚的磺胺类化合物的合成及阻燃环氧树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 56-65页

作者：许文迪陆嘉怡蔡博禹王璐泽罗钟琳王标兵常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164

以吲哚-3-甲醛、磺胺胍和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种含DOPO/吲哚的磺胺类化合物(SIAD),并制备了环氧树脂(EP)/SIAD复合材料。加入6%SIAD后,EP/SIAD-6复合材料通过UL-94 V-0等级测试,LOI值提升至32%,... 详细信息

以吲哚-3-甲醛、磺胺胍和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种含DOPO/吲哚的磺胺类化合物(SIAD),并制备了环氧树脂(EP)/SIAD复合材料。加入6%SIAD后,EP/SIAD-6复合材料通过UL-94 V-0等级测试,LOI值提升至32%,其峰值放热率(535 kW/m^(2))、总热释放(64.2 MJ/m^(2))和平均有效燃烧热(18.1 MJ/kg)值较纯EP分别下降了37.3%,33.6%和22.5%,呈现出良好的火灾安全性。SIAD通过释放出含磷自由基和不可燃性气体等起到气相阻燃作用,同时通过促进形成致密的连续炭层在凝聚相中起到阻燃作用。

关键词：环氧树脂阻燃机理磺胺类化合物

响应面模型用于Beta分子筛催化剂蜂窝状整体式成型的研究

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石油炼制与化工 2024年第6期55卷 83-91页

作者：韩莹莹王宁陈标华徐瑞年北京工业大学环境与生命学部北京100124

Beta分子筛由于具有独特的三维十二元环孔道结构,可提供更多活性组分附着位点,是在实际应用中具有优异性能的工业催化剂。在工业使用中,蜂窝整体式催化剂具有通量高、流场均匀、压降小、不易堵塞的优点,是气固或者液固催化反应的最优解... 详细信息

Beta分子筛由于具有独特的三维十二元环孔道结构,可提供更多活性组分附着位点,是在实际应用中具有优异性能的工业催化剂。在工业使用中,蜂窝整体式催化剂具有通量高、流场均匀、压降小、不易堵塞的优点,是气固或者液固催化反应的最优解决方案。但由于Beta分子筛吸水率高,收缩率大,导致蜂窝成型困难,严重限制了Beta分子筛的工业应用。基于此,选择拟薄水铝石(SB粉)为黏结剂、硝酸为胶溶剂、田菁粉为助挤剂,在水粉比为0.6的条件下制备一系列蜂窝整体式成型Beta分子筛催化剂,基于响应面法,评价了各原料的配比对蜂窝整体式催化剂机械强度的影响,得到了催化剂的机械强度与3个因素(黏结剂用量、胶溶剂用量、助挤剂用量)之间关系的二阶多项式近似模型函数。将试验结果与预测值进行对比,证明了预测模型的可靠性,并利用该模型找到最优的Beta分子筛蜂窝成型条件为SB粉质量分数36.1%、硝酸质量分数8.4%、田菁粉质量分数4.7%。

关键词： Beta分子筛蜂窝整体式催化剂响应面法