三水铝石和勃姆石吸附行为的研究进展

三水铝石和勃姆石不仅是在土壤和水环境中分布广泛的铝氢氧化物矿物,也是重要的工业原料与产品。它们与环境中无机非金属离子、无机金属离子及有机物的吸附作用极大地影响着地表环境中物质的迁移富集和环境污染物的吸附去除,并且由于结构特性和表面性质,三水铝石和勃姆石在研究高效经济的吸附剂方面也具有较为重要的应用。本文在概述三水铝石和勃姆石结构和表面物理化学性质的基础上,对三水铝石和勃姆石表面多种非金属离子、金属离子和有机物的吸附行为进行综述,期望加深对铝氢氧化物矿物在地表环境物质循环中所起作用的理解,以及拓展其工业应用。

以砂状氢氧化铝为前驱体水热法制备勃姆石试验研究

随着锂电池隔膜涂层用勃姆石产品市场需求量逐年提高,勃姆石产品有了很好的应用价值,以氢氧化铝为前驱体水热制备亚微米勃姆石技术研究是最有利于产业化生产的技术方案。本文开展了前驱体料浆固含、水热反应温度、水热反应时间、氢氧化铝前驱体粒度等反应条件对水热过程勃姆石转化率的影响规律试验研究,并对生成机理进行了分析。试验结果表明,水热反应温度对生成的勃姆石转化率影响最为明显,随着水热过程反应温度的升高,所需反应时间逐渐减少。当水热温度为180℃时,60 min内几乎不发生相变;当水热温度为200℃,反应时间大于45 min时,氢氧化铝可以全部发生相变,转化为勃姆石;当反应温度为220℃时,反应15 min即可全部发生转相。水热反应生成的勃姆石原晶粒度都是很细的四角菱形体,最终生成的勃姆石是由原晶粒度团聚而成的团聚体。本研究可为以砂状氢氧化铝为前驱体水热法制备锂电池用勃姆石产品提供最基础的反应规律技术数据。

勃姆石/石墨烯纳米复合材料的制备及制备过程安全评价

文章基于水热法将纳米羟基氧化铝(AlOOH)和三维石墨烯(rGO)组装成勃姆石/石墨烯纳米复合材料(AlOOH/rGO),通过XRD、Raman、FI-IR、SEM表征手段对三维石墨烯/勃姆石纳米复合材料进行表征,并通过安全检查表方法对制备过程进行安全评价。结果表明,成功制备出AlOOH/rGO,并通过安全检查表检查发现实验室现场环境、实验操作过程及实验仪器维护保养三方面存在安全隐患,并提出了相应的安全措施,以确保实验过程的顺利进行和实验人员的安全。

BET法测定勃姆石比表面积的研究

采用不同的预处理温度、预处理时间和相对压力等条件,对勃姆石的比表面积进行测定,并依据建立的数学模型,分析不确定度产生的来源,对各不确定度分量和扩展不确定度进行计算。结果表明,测量勃姆石比表面积的最佳预处理温度为110℃,处理时间为3 h,BET单点法相对压力取值为0.20。测量不确定度主要来自于单层饱和吸附量的测定和仪器校准,勃姆石试样的比表面积为3.89 m^(2)/g,扩展不确定度为0.36 m^(2)/g。

锂离子电池用勃姆石/PP复合隔膜

为提高锂离子电池隔膜的热安全性,研究勃姆石(γ-AlOOH)/聚丙烯(PP)复合隔膜的性能。以不同粒径的勃姆石粉为涂覆材料、聚偏二氟乙烯(PVDF)为黏结剂、9μm厚的PP隔膜为基底,制得B1(D_(50)=0.741μm)、B2(D_(50)=1.172μm)两种复合隔膜。勃姆石/PP复合隔膜的综合性能比PP隔膜更好。PP隔膜在140℃下的收缩率超过57%,而B1复合隔膜小于3%,并在180℃下保持完整;复合隔膜的拉伸、穿刺强度均优于PP隔膜,B1复合隔膜拉伸强度较PP隔膜提高18.8%,B2复合隔膜穿刺强度较PP隔膜提高54.4%;复合隔膜的电解液润湿性良好,B2复合隔膜30 s后完全润湿,而PP隔膜润湿面积小于1/2;B2复合隔膜组装的电池内阻增大8.7%,但循环伏安(CV)测试显示,电池内部反应未受影响。

碳微球/勃姆石/PP复合材料的制备及性能分析

以碳微球(CMS)和勃姆石(BM)为阻燃剂,打包盒PP废塑料(H-PP)为原材料,通过熔融挤出制备CMS/BM/H-PP复合材料,利用极限氧指数(LOI)、UL 94、锥形量热仪和热失重分析(TG)等对复合材料的阻燃性、热分解温度、力学性能和热变形温度(HDT)进行分析。结果表明,BM可以有效阻燃H-PP。在H-PP中加入30%的BM,30-BM/H-PP的LOI达到27.8%,阻燃等级为UL 94 V-1级,T_(5%)、HDT、拉伸和弯曲强度分别为321.2℃、95.8℃、19.4 MPa和22.8 MPa,与H-PP相比,其强度降低,热分解温度和HDT升高;以BM为主阻燃剂,适量的CMS和BM在H-PP中具有协同阻燃效果;在H-PP中加入4%的CMS和26%的BM,4-CMS/26-BM/H-PP的LOI为29.8%,阻燃等级为UL 94 V-0级,其T_(5%)、拉伸强度、弯曲强度、TTI和FPI分别为332.4℃、22.5 MPa、26.2 MPa、37 s和0.15(m^(2)·s)/kW,与30-BM/H-PP相比,有显著提高,PHRR、AHRR和THR分别为240.5 kW/m^(2)、121.5 kW/m^(2)和64.5 MJ/m^(2),与30-BM/H-PP相比显著降低。

勃姆石对稀土离子的吸附性研究

稀土元素在铝(氢)氧化物矿物表面的吸附过程对铝土矿中稀土元素的富集和以吸附态存在的稀土元素的提取回收均具有重要影响。本文选择勃姆石作为研究对象,La和Y分别作为轻稀土和重稀土元素的代表,以批实验的方法,探究吸附时间、溶液pH值和背景电解质对勃姆石吸附稀土离子的影响。研究发现:勃姆石吸附稀土离子在72 h内能够接近平衡,对La^(3+)和Y^(3+)的吸附率分别约为45%和35%;在所选pH值范围内吸附率随pH值增加而升高;同时,吸附率随背景电解质浓度增加而升高。由于质子化效应,在弱酸性条件下,勃姆石表面携带正电荷,与稀土离子之间存在静电斥力,稀土离子与勃姆石之间可能形成内圈络合物。通过对比轻稀土和重稀土的吸附行为发现,勃姆石对轻稀土有更强的吸附能力。此外,通过热力学和动力学模型拟合分析发现,勃姆石对稀土离子的吸附更符合Langmuir单层吸附模型和准二级动力学模型。

新型盘式膜在纳米勃姆石制备中的应用措施

随着锂电新能源对安全性要求的日益提高,具有阻燃特点的勃姆石尤其是纳米勃姆石被广大锂电隔膜涂覆厂家所应用。传统的勃姆石产品大多在D50=1μm以上的,现有清洗过滤勉强满足,但是随着纳米勃姆石尤其D50=0.5μm以下纳米产品的兴起,本项目采用市场上新型的动态盘式膜解决这一装置与工艺难题,结合工艺优化取得良好的效果。

亚微米勃姆石工业生产中的清洗与过滤工艺优化

勃姆石作为阻燃材料在传统氧化铝制备开发中已经十分成熟,但随着锂电新能源产业的发展,尤其锂电隔膜对于亚微米勃姆石的需求日益突出,开发高纯亚微米勃姆石产品需求十分迫切。由传统勃姆石发展到亚微米勃姆石过程中,生产环节中清洗与浓缩问题是制约行业发展的重要难题,本文通过对板框压滤机、带式真空过滤机、卧式离心机、陶瓷膜(平板膜与管式膜)装备与工艺的试验与讨论,找到未来克服亚微米勃姆石清洗与过滤的工艺方法,并提出优化控制方案。

勃姆石的研究进展

近几年,勃姆石因其大比表面积、高分散性、高吸附性等优良的化学特性,其应用领域和市场不断扩大。笔者针对勃姆石的分类、制备方法和机理、应用市场进行了归纳总结。

关于勃姆石,这11个问题你有答案吗?

在过去的很长一段时间,由于不均匀的结构和含水量,始终难以确定勃姆石的晶体结构,成为结构化学领域的一项难题。目前普遍认为勃姆石含有一个结晶水,属于氧化铝水合物的一种,主要用于锂电池电芯隔膜和极片的涂覆。

勃姆石热转化过程的原位表征与分析

基于溶胶-凝胶工艺制备勃姆石,采用同步热分析技术并结合N2吸附-脱附技术分析其热物理化学变化行为,运用原位变温X射线衍射技术表征其热转化过程中的相变。结果表明:勃姆石在热作用下,首先失去物理吸附水,随着温度升高,210℃开始失去化学吸附水,310℃后逐步发生脱羟基失水反应,在此过程中随着水分的逐渐失去,其BET比表面积和孔径逐渐增大;400℃由正交晶系变为立方晶系γ-Al2O3,900℃之后部分γ-Al2O3转变为四方晶系d-Al2O3,1 060℃开始转变为单斜晶系θ-Al2O3,1 200℃时样品基本转变为斜方六面体晶系α-Al2O3。

鄂尔多斯盆地东北缘准格尔煤田煤中超常富集勃姆石的发现

运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱仪的扫描电镜(SEM-EDX)和光学显微镜等技术,首次在鄂尔多斯盆地东北缘准格尔矿区6号巨厚煤层中发现了超常富集的勃姆石及其特殊的矿物组合,勃姆石含量可高达13.1%,与勃姆石伴生的矿物有磷锶铝石、锆石、金红石、菱铁矿、方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿。重矿物的组合特征与华北地区本溪组铝土矿中的重矿物组合特征相似,高含量的勃姆石主要来源于聚煤盆地北偏东方向本溪组风化壳铝土矿,三水铝石以胶体溶液的形式从铝土矿中被短距离带入泥炭沼泽中,在泥炭聚积阶段和成岩作用早期经压实作用脱水凝聚而形成勃姆石。

勃姆石AlOOH纳米管的合成与表征

一维无机纳米管材料的合成是目前材料化学的研究热点.鉴于氧化铝在催化及吸附等方面的广泛应用．对氧化铝纳米管的制备有很多报道。如有文献报道采用无模板方法．从无机铝源或氢氧化铝溶胶出发水热合成AlOOH管．方法简单．但有片状或颗粒状产物与纳米管并存。Huang与Xiao等报道了利用氧化锌纳米棒或多孔氧化铝薄膜等作为硬模板制备氧化铝纳米管酮。方法巧妙，但操作复杂。

纳米勃姆石（γ－AlOOH）膜的结构及热稳定性

用金属醇盐水解的溶胶一凝胶法制备得无裂纹等表面缺陷的多孔纳米勃姆石膜，并用Ｘ射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及差热热重等实验手段对膜结构及其热稳定性进行研究．实验表明，勃姆石膜具有明显的择优取向性，在３００℃以下稳定．构成勃姆石膜的粒子大小在１０ｎｍ以下，并在一定程度上呈现出纳米尺寸效应，即纳米勃姆石晶粒的晶格点阵常数比通常微米勃姆石晶粒的点阵常数大，且与晶粒尺寸有相关性：晶粒尺寸越小，晶格常数越大．

勃姆石四(4-硝基苯基)铁卟啉的催化性能

采用沉淀-焙烧法制备了勃姆石(BM)固载四(4-硝基苯基)铁卟啉[Fe T(4-NO2)PP/BM]催化剂,并用UV-Vis和FT-IR技术对其进行了表征。考察了Fe T(4-NO2)PP/BM在无任何溶剂和还原剂的条件下,催化空气氧化环己烷的性能。结果表明:在418 K和1.0 MPa的反应条件下,用仅含有0.001 1 mmolFe T(4-NO2)PP的勃姆石四(4-硝基苯基)铁卟啉就可以连续催化3次,并能提供平均为5.76%的环己烷转化率,90.3%的K/A油选择性和9.7×104的催化剂转化数,比相应未固载的Fe T(4-NO2)PP具有更好的催化性能和重复使用性能。

规律排列束状勃姆石纳米线的制备

采用简单的水热法以羧甲基纤维素钠为模板剂制备束状勃姆石(γ-AlOOH)纳米线。大部分束状勃姆石纳米线都宽约800～900nm,长约2μm。利用XRD、FT-IR、SEM和TEM分别对产物的形貌、尺寸、结构进行测试。罗丹明B(RhB)的吸附试验表明产物具有很好的吸附性能。另外,加入羧甲基纤维素钠对形成束状形貌的重要性也进行了讨论。

勃姆石(γ-AlOOH)溶胶的制备及表征(英文)

以异丙醇铝为先驱体，采用Yoldas方法成功地制备了勃姆石（γ—AlOOH）溶胶；并采用XRD、FTIR、UV—Vis分光光度计和TEM测试技术对勃姆石溶胶进行表征。研究结果表明，制备所得的勃姆石溶胶稳定、透明，溶胶粒子结晶性好，形貌呈纤维状，长度大约为60～100nm。

溶胶-凝胶法制备勃姆石溶胶的实验研究

以氯化铝与氨水为原料,采用溶胶-凝胶法制备陶瓷膜溶胶.在制备溶胶的过程中,实验考察了水解温度、胶溶剂种类及用量、蒸发时间、老化时间及温度等因素对最终溶胶稳定性能的影响.采用单因素分析方法,在确定其它条件不变的情况下,改变一个因素,来考察单个因素对溶胶性能的影响,通过单因素分析方法的实验研究,找到了制备稳定透明的勃姆石溶胶的优化参数,其最优参数为:水解温度85℃,n(H+)/n(Al3+)=0.14∶1,n(H2O)/n(Al3+)=140∶1,蒸发时间3h,老化温度90℃,老化时间4h.

水热法制备核—壳结构勃姆石超细粉体(英文)

以硫酸铝水溶液和尿素为原料,两亲嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌段-聚丙烯酸-2-羟基乙酯(P(St)-b-P(HEA))为结构引导剂,通过水热法合成了核壳状勃姆石超细粉体。使用X-射线衍射技术(XRD),透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。并在试验的基础上,对可能的形成机理进行了讨论。