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钨掺杂NiFe-MOFs衍生的氮碳材料电催化析氧性能研究

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有色金属科学与工程 2024年

作者：阳金娟刘艳红张灿文熊道陵欧阳少波康亚楠肖旭贤江西理工大学化学化工学院中南大学化学化工学院

电解水制氢两步反应中的析氧反应有复杂的电子转移步骤，设计高效的析氧催化剂对于电解水制氢至关重要。基于多金属氧酸盐(POM)和金属有机骨架(MOFs)的多样催化活性，本文提出将Keggin型多金属氧酸盐(K6Na[Ni3(H2O)3PW10O39H2O])作钨源... 详细信息

电解水制氢两步反应中的析氧反应有复杂的电子转移步骤，设计高效的析氧催化剂对于电解水制氢至关重要。基于多金属氧酸盐(POM)和金属有机骨架(MOFs)的多样催化活性，本文提出将Keggin型多金属氧酸盐(K6Na[Ni3(H2O)3PW10O39H2O])作钨源与MOFs结合，掺入氮后煅烧，在泡沫镍上生长掺钨的氮碳材料。经SEM、XRD和XPS表征显示，该材料是掺杂钨的珠链状镍铁双金属氮碳材料，拉曼光谱表示其具有较多缺陷结构促进催化作用。通过线性扫描伏安法(LSV)和Tafel曲线等电化学测试研究电催化析氧反应(OER)性能，结果表明，该材料在1.0 mol/L KOH碱性电解液中，电流密度为50 mA/cm2时其过电位为226 mV，塔菲尔斜率仅为78.64 mV/dec，工作10 h后性能几乎不变，表现出良好的催化活性和稳定性。

关键词：钨掺杂金属有机框架氮碳材料电催化析氧反应

铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)的单晶结构分析

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 302-313页

作者：卫召孙伟韩海生刘叠桂夏辉邢耀文中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州221116 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学化学化工学院长沙410083

铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔... 详细信息

铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔比分别为1∶1和2∶1的两种Pb-BHA配合物单晶(配合物1和配合物2),并采用X射线结构分析方法对其结构进行解析,包括配合物晶体结构、分子结构、空间堆积结构、分子间相互作用等。结果表明:配合物1的分子式为Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(4)(HL=BHA),配合物2的分子式为[Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(3)]NO_(3),铅离子与配体氧原子配位形成非平面“O,O”五元环螯合物构型,铅离子配位数为五配位、六配位和七配位。配合物分子通过Pb—O键与临近配合物相键接形成具有单体重复结构的三维扩展堆积聚合物。配合物中弱相互作用以O…H、H…H、Pb…O为主,π-π相互作用在分子间相互作用中占据主导,其次是N—H…O氢键作用。Pb-BHA配合物单晶结构的综合分析为研究配合物的液相结构及矿物表面吸附结构、浮选行为调控方法、浮选作用机理以及新型金属基捕收剂分子设计等提供了重要研究基础。

关键词：配合物捕收剂单晶 X射线结构分析分子间相互作用

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钾霞石制备体系碱性滤液的利用技术

岩石矿物学杂志 2024年第1期43卷 125-130页

作者：路华龙霍光祥段永华勾明雷刘军娜刘晨河南科技大学化学化工学院河南洛阳471000

为处理钾长石水热制备钾霞石所产生的碱性滤液,本文采用水热法,考察了氢氧化铝溶解时间、晶化时间、晶化温度、水碱比对钾霞石产率和白度的影响,并对合成钾霞石物相进行了表征。结果表明,合成钾霞石的最佳条件为,氢氧化铝溶解时间为1.5... 详细信息

为处理钾长石水热制备钾霞石所产生的碱性滤液,本文采用水热法,考察了氢氧化铝溶解时间、晶化时间、晶化温度、水碱比对钾霞石产率和白度的影响,并对合成钾霞石物相进行了表征。结果表明,合成钾霞石的最佳条件为,氢氧化铝溶解时间为1.5 h,晶化时间为4 h,晶化温度280℃,水碱比为1.8。XRD结果表明,产物为钾霞石粉体。傅里叶变换红外光谱表明,Al(OH)_(3)中的Al在水热条件下进入到Si—O骨架中形成了Si—O—Al官能团,从而印证了钾霞石的合成。差热分析结果表明,合成钾霞石具有良好的热稳定性。氮气吸附结果表明,合成钾霞石比表面积为5.18 m^(2)/g,平均孔径为32.98 nm。实现了钾长石水热制备钾霞石所剩碱性滤液的资源化利用,并为钾长石水热制备钾霞石提供了一种母液循环的思路,使水热制备钾霞石工业化成为一种可能。

关键词：钾霞石水热法氢氧化铝

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黄铜集流体在无负极锂金属电池中的应用研究

中国有色金属学报 2024年

作者：郭姿珠张睿孙旦王海燕黄小兵唐有根中南大学化学化工学院中南大学化学电源湖南省重点实验室湖南文理学院化学与材料工程学院

虽然无负极锂金属电池（AF-LMBs）具有能量密度高、结构简单等优势，但是金属锂在负极集流体界面不可逆的沉积/剥离过程以及与电解液之间的副反应会大量消耗电池中有限的活性锂，导致电池容量迅速衰减。开发高性能的负极集流体是提升AF-... 详细信息

虽然无负极锂金属电池（AF-LMBs）具有能量密度高、结构简单等优势，但是金属锂在负极集流体界面不可逆的沉积/剥离过程以及与电解液之间的副反应会大量消耗电池中有限的活性锂，导致电池容量迅速衰减。开发高性能的负极集流体是提升AF-LMBs循环寿命的有效策略之一。基于此，本文首次研究了商业黄铜箔（Cu-Zn）作为负极集流体在AF-LMBs中的电化学性能，并且结合多种表征技术揭示了Cu-Zn电极在循环过程中的结构演变。与商业Cu箔相比，Cu-Zn含有丰富的亲锂位点，诱导金属锂均匀成核与生长，因此所组装的Cu-Zn||NCM712软包全电池的室温循环寿命从75次增加至117次。此外，研究表明Cu-Zn电极所含的Zn元素会在循环过程中不断溶解，最终在电极表层形成三维多孔结构。

关键词：无负极锂金属电池黄铜集流体富镍三元正极亲锂位点

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定石煤钒矿石中钒、铁、钛的含量

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中国无机分析化学 2024年第3期14卷 324-329页

作者：严慧戴长文叶明王干珍汤行邓飞跃湖南省地质实验测试中心长沙410007 中南大学化学化工学院长沙410083

研究一种快速准确测定石煤钒矿石中钒、铁、钛含量的方法对石煤钒矿检测行业的发展和石煤钒矿资源的开发利用、综合评价具有重要的意义。试样经过氧化钠在650℃完全熔融后保持1~3 min,取出冷却,热水浸提,盐酸酸化,定容稀释,选择V 292.40... 详细信息

研究一种快速准确测定石煤钒矿石中钒、铁、钛含量的方法对石煤钒矿检测行业的发展和石煤钒矿资源的开发利用、综合评价具有重要的意义。试样经过氧化钠在650℃完全熔融后保持1~3 min,取出冷却,热水浸提,盐酸酸化,定容稀释,选择V 292.402 nm、Fe 259.940 nm、Ti 334.941 nm为分析谱线,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES),建立了石煤钒矿石中同时测定钒、铁、钛含量的方法。优化了钒、铁、钛元素的分析谱线和背景校正模式,采用全程序样品空白稀释配制的校准曲线消除盐度钠基影响;研究了坩埚、熔剂种类、直接碱熔与灼烧-碱熔前处理方式、酸度效应的影响。结果表明:方法检出限为0.009%~0.019%,定量限为0.027%~0.057%;铁、钛、钒3种元素浓度在0.10~30.0μg/mL时,校准曲线线性回归方程的相关系数均大于0.9999;采用国家一级标准物质(GBW07876、GBW07877、GBW07878)进行验证,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.49%~0.87%,且测定值与标准值吻合。方法具有快速简便、精密度好、准确度高、同时测定钒、铁、钛等优点,满足石煤钒矿石化学分析检测需求,且可为石煤钒矿化学分析标准方法的建立提供技术支撑。

关键词：过氧化钠碱熔石煤钒矿电感耦合等离子体原子发射光谱法

组合捕收剂协同增效机制及其在浮选中的应用进展

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有色金属（选矿部分） 2024年第7期 1-11页

作者：韩嘉琦尉江刘广义中南大学化学化工学院长沙410083

组合捕收剂的协同增效对改善单一捕收剂性能缺陷有着重要作用,通过广大研究者针对组合捕收剂的最新研究,详细阐述了组合捕收剂协同增效的具体机制和原理,主要分为共吸附机理、电荷补偿机理、疏水强化机理和捕收剂性质互补机理。针对组... 详细信息

组合捕收剂的协同增效对改善单一捕收剂性能缺陷有着重要作用,通过广大研究者针对组合捕收剂的最新研究,详细阐述了组合捕收剂协同增效的具体机制和原理,主要分为共吸附机理、电荷补偿机理、疏水强化机理和捕收剂性质互补机理。针对组合捕收剂在浮选中的不同应用,分类描述了不同种类组合捕收剂在浮选中的最新使用情况。针对组合捕收剂协同增效现有研究的不足,提出建立理论计算与分析表征相结合的捕收剂间协同增效机制研究平台,发展新的分析表征技术,加强捕收剂间促溶、促分散等方面的基础研究,建立对应的构效关系,并使用大数据、机器学习和人工智能,这将对高效组合捕收剂的研究有着重要意义。

关键词：组合捕收剂协同增效浮选

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钕铁硼二次废料酸浸-萃取法制备FeCl·6HO

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有色金属科学与工程 2024年

作者：刘艳红张灿文熊道陵欧阳少波张元波阳金娟李檬卢雄雄中南大学资源加工与生物工程学院江西理工大学化学化工学院

为回收钕铁硼二次废料中的大量铁元素，采用酸浸-萃取法制备FeCl3·6H2O。通过单因素实验、热力学和动力学分析，优化酸浸条件，Fe3+的浸出率超过91%。系统研究了LIU萃取剂对盐酸湿法浸矿中Fe3+的选择性萃取性能。具体表现在3级错流萃... 详细信息

为回收钕铁硼二次废料中的大量铁元素，采用酸浸-萃取法制备FeCl3·6H2O。通过单因素实验、热力学和动力学分析，优化酸浸条件，Fe3+的浸出率超过91%。系统研究了LIU萃取剂对盐酸湿法浸矿中Fe3+的选择性萃取性能。具体表现在3级错流萃取后，Fe3+的萃取率达98.78%，而其他杂质离子基本不被萃取，保留在萃余液中。蒸馏水用于反萃取，2级错流反萃取后，Fe3+反萃取率达99.88%。用ICP-OES、XRD和SEM等对产品进行表征。结果表明，产品纯度高达99.8%，净利润超1200元/吨。与其他回收工艺相比，本技术形成闭路循环，回收成本低且耗时短，为二次废料的处理提供一个有效方案。

关键词：钕铁硼废料氯化铁热力学分析缩核模型酸浸萃取

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煤泥深度浮选脱灰提质增值化利用试验研究

煤质技术 2024年第3期39卷 30-38页

作者：邓惠贤符剑刚张作庆李鑫源蔺玥中南大学化学化工学院湖南长沙410083

炼焦煤煤泥经深度脱灰提质后的高品质精煤产品可作为1种优质的炼焦原料,从而有效实现对炼焦煤煤泥的增值化利用。拟以内蒙古某洗煤厂的炼焦煤煤泥为试验对象并进行浮选试验研究,探究不同磨矿细度、捕收剂和抑制剂对浮选试验结果的影响规... 详细信息

炼焦煤煤泥经深度脱灰提质后的高品质精煤产品可作为1种优质的炼焦原料,从而有效实现对炼焦煤煤泥的增值化利用。拟以内蒙古某洗煤厂的炼焦煤煤泥为试验对象并进行浮选试验研究,探究不同磨矿细度、捕收剂和抑制剂对浮选试验结果的影响规律,以期优化浮选流程结构。结果表明,控制磨矿细度为<0.074 mm占97.12%,以M231作为捕收剂、D8211作为抑制剂,采用带有精扫选的“一粗-一扫-三精”浮选试验流程,针对煤泥特点与性质进行全流程闭路浮选试验而得到精煤和尾煤产品,其精煤灰分在12%以内,尾煤灰分在82%以上。精煤产品达到炼焦原料的要求,尾煤可以用作建材原料,可实现炼焦煤煤泥深度脱灰提质的增值化利用与高效回收。

关键词：炼焦煤煤泥煤泥浮选磨矿细度捕收剂抑制剂浮选流程结构精煤灰分

氧化石墨烯和石墨烯的高浓度加工、致密化及应用

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 483-505页

作者：王悦罗家亮鲁哲宏狄俊王苏炜姜炜南京理工大学化学与化工学院国家特种超细粉体工程技术研究中心江苏南京210094 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031

由紧密堆叠的石墨烯片组成的致密石墨烯组件具有出色的化学稳定性和优异的力学、热学和电学性能。致密石墨烯组件不存在多孔石墨烯气凝胶中密度低、力学强度低、导电性差和导热性差等问题,是未来便携式电子和智能设备的理想材料。本文... 详细信息

由紧密堆叠的石墨烯片组成的致密石墨烯组件具有出色的化学稳定性和优异的力学、热学和电学性能。致密石墨烯组件不存在多孔石墨烯气凝胶中密度低、力学强度低、导电性差和导热性差等问题,是未来便携式电子和智能设备的理想材料。本文对制备方法进行了总结,包括利用机械分散、蒸发浓缩、离心浓缩和液相剥离法获得的高浓度氧化石墨烯(GO)和石墨烯分散液,以及利用真空辅助过滤、界面自组装和压制成型法获得的二维(2D)致密石墨烯基薄膜和三维(3D)致密石墨烯基结构,并评估了各种方法的优缺点。此外,还总结了致密石墨烯基组件在储能、热管理和电磁干扰(EMI)屏蔽方面的应用。最后,概述了致密石墨烯组件在未来研究中面临的挑战和前景。本综述为探索和开发大规模、低成本的制造技术和面向应用的致密石墨烯组件提供参考。

关键词：高浓度分散液致密石墨烯基组件二维薄膜三维结构应用