硫化锌精矿氧压浸出过程中硫回收率的影响机制

锌氧压浸出特点是硫化锌精矿直接湿法浸出,硫不进入烟气,而是直接转化成单质硫回收。该工艺生产流程更简单,环境友好,综合能耗低,硫磺产品相对更容易储存、运输及销售。因此该技术的推广应用对锌冶炼行业节能减排乃至碳达峰碳中和目标的实现意义重大。从精矿矿物特征及金属的浸出率、浸出过程中硫元素的酸化率、硫磺结晶过程控制、硫浮选效率以及硫精矿热过滤温度等方面着手,研究其对硫磺回收率的影响机制。

聚苯胺包覆的硫化锌-碳纳米管用作正极载体材料提高锂硫电池性能

随着石油等化石燃料的逐渐枯竭,人们对绿色能源和电动汽车的需求持续增长,可循环的电能储存系统也得到了快速发展。然而,传统的锂离子电池已接近理论极限,因而寻找开发下一代电池电极材料受到了极大的关注。锂硫电池因为具备出色的理论比容量和能量密度、环境友好、成本低廉等优点而备受关注。然而,锂硫电池中活性硫及其放电产物导电性差、可溶性多硫化物在电极间穿梭、体积膨胀等问题导致电池的反应动力学缓慢、容量迅速下降。为了解决这些问题,有必要对硫正极进行合理设计,研究表明引入碳纳米结构(如碳纳米管、碳纳米纤维、介孔碳、石墨烯等)作为骨架负载硫能提高锂硫电池的性能。这些碳骨架具有多层次的交叠多孔结构、大比表面积和高电子迁移率等优势,为离子提供迁移通道的同时能形成物理屏障限制多硫化物的迁移,进而抑制穿梭效应改善电池的循环稳定性。但是由于碳纳米结构的非极性特点,多硫化物与碳骨架之间的相互作用较弱,只能通过物理相互作用抑制多硫化物的穿梭。为了提高抑制效果,可以将极性材料(如金属氧化物、硫化物等)与碳纳米结构进行耦合,这样就兼具了极性材料和碳纳米结构的优点。极性材料与多硫化物的相互作用较强,同时碳纳米结构的高导电性和物理屏障作用亦得以保留,因而能大幅减缓穿梭效应,提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。此外,多种导电聚合物,如聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)和聚苯胺(PANI)等,亦能作为包覆层或导电载体改善锂硫电池的循环性能和倍率性能。其中聚苯胺(PANI)具有导电性高、易合成、共形性好等特点,作为包覆层能有效地防止多硫化物向外扩散,提高电子的迁移率,从而保证电池的长期循环稳定性。本工作制备了一种ZnS-CNTs/S@PANI正极材料来抑制上述缺陷,提高锂硫电池性能,该正极材料以ZnS修饰的CNTs为骨架来负载硫,再在外层包覆聚苯胺(PANI)导电聚合物制备而成。该正极材料中由碳纳米管构成的导电网络有利于电子的快速迁移,并能容纳循环过程中硫的体积膨胀;ZnS量子点的修饰在碳纳米管表面增加了大量极性位点,能够增强对多硫化物的吸附,进而抑制穿梭效应;外侧的聚苯胺作为极性导电包覆层有利于提高电极整体的导电性,增强对多硫化物的吸附,并且能够通过物理限制效应防止活性材料流失。因此该正极材料表现出良好的电池性能,其初始比容量在0.5 C时为952.33 mAh·g^(-1),经过150次循环后比容量为776.37 mAh·g^(-1),容量保持率为81.52%。其在2 C倍率下的放电容量为633.62 mAh·g^(-1),优于CNTs/S和ZnS-CNTs/S电极。该结果证明了ZnS-CNTs/S@PANI正极材料具备优异的锂硫电池性能,为了锂硫电池向实用化发展提供了一种正极制备方案。

锌冶炼副产物制备硫化锌吸附剂脱除气态汞的研究

基于以废治废的理念,以锌冶炼过程中产生的高硫渣和次氧化锌为原料,通过高温硫化的方式制备金属硫化锌吸附剂,采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析(BET)等方法对不同焙烧温度和焙烧时间下制备的硫化锌吸附剂进行表征分析,并考察不同烟气温度和烟气成分对吸附剂脱汞性能的影响.实验结果表明:在焙烧温度和保温时间分别达到250℃和60 min后可实现硫化锌吸附剂的成功制备,且表面形成大量的介孔孔洞;制备的ZnS-250℃-90 min具有最佳的吸附性能,在烟气温度150℃以内,对气态单质汞(Hg^(0))的平均吸附效率在99%以上,且对烟气中的O_(2)、SO_(2)和H_(2)O具有较高的抗性;在模拟锌冶炼烟气成分和半穿透条件下,ZnS-250℃-90 min对Hg^(0)的吸附容量可达3.04 mg·g^(-1),优于常规金属硫化物吸附剂;硫化锌吸附剂表面的不饱和短链硫(Sx2-)为Hg^(0)的关键活性位点,其可与烟气中的Hg^(0)反应化学吸附反应,形成稳定的HgS,从而实现烟气中Hg^(0)的净化;采用热脱附和多硫化物浸渍可实现吸附剂的循环再生,五次循环后吸附剂对Hg^(0)的吸附效率保持在98%以上,汞以单质汞的形式得到回收.本研究不仅为锌冶炼行低成本汞污染控制和汞资源化利用提供了基础,也为锌冶炼废弃物再利用提供支撑,促进锌冶炼行业的绿色生产.

多光谱硫化锌光学窗口离子束抛光工艺研究及参数优化

多光谱硫化锌因其在近、中、远红外等多个光谱波段具有较高的光学透率,广泛应用于红外光学制导导引头、光电探测雷达、机载光电吊舱。为了获得超高面形精度的多光谱硫化锌光学元件,并提高离子束抛光效率,采用正交实验方法对硫化锌进行离子束单点刻蚀实验,获取各工艺参数下的去除函数特征量及体积去除率。通过对正交实验数据进行直观法分析和极差法分析,以体积去除率最大为目标进行工艺参数优化,获得的优化工艺参数组合为:离子束流电压1100 V、射频功率110 W、加速电压200 V、氩气流量7 sccm、加工距离30 mm。通过调控工艺参数获得不同的离子束束斑直径对口径为80mm硫化锌进行组合抛光,加工后的硫化锌面形精度PV值由467 nm下降到了71.506 nm、RMS值由112 nm下降到10.758 nm。以上实验结果表明,采用大、小束径离子束组合能够有效提升多光谱硫化锌光学元件的加工效率和面型精度。

热蒸发沉积法制备硫化锌纳米材料的研究进展

硫化锌作为Ⅱ—Ⅵ族直接跃迁的宽带隙半导体发光材料,具有较大的禁带宽度、丰富的发光色彩和优异的红外透过性,广泛应用于光电器件、太阳能电池、红外窗和光催化降解,在光电传感、核辐射探测和医疗影像等领域有广阔的应用前景。热蒸发沉积法是一种重要的制备纳米材料的方法,其灵活多样的实验条件为制备优良性能的纳米硫化锌提供了可能。对热蒸发沉积法制备硫化锌纳米材料的研究进行梳理和总结,主要介绍热蒸发沉积法的反应和生长机制,阐述了原料、衬底和催化剂种类,以及载气类型和流速等重要实验条件对硫化锌纳米材料结构和光学性能的影响。最后,对当前热蒸发法制备硫化锌纳米材料存在的问题及其发展方向进行展望,以期为硫化锌材料制备和研究提供参考。

硫化锌镉制氢光催化剂的研究进展

随着传统石化能源日益耗竭及其带来的环境污染增加,人们正在寻求可替代的、更为清洁的新能源。氢能因其高效、清洁以及广泛应用前景而受到普遍关注。在传统制氢技术中,使用最为广泛的是化石燃料制氢技术。但是,这种技术所造成的能耗和温室气体释放量都非常大。相比之下,光催化制氢技术则是将太阳能转化为氢能,并以化学的形式储存起来。它具有高效转换能力、零碳排放、可持续性和良好的再循环能力等优点,因此成为未来制氢的重要方向。常见的光催化剂包括TiO2、ZnO、ZrO2、CdS等多种金属氧化物和硫化物的半导体材料。其中,金属硫化物因为具有良好的可见光响应、适宜的能带结构、原料丰富和制备简单等优点,被视为一种具备良好光催化性能和实际应用前景的产氢材料。然而,金属硫化物在反应过程中易发生光生载流子复合、光腐蚀等,影响其光催化性能。本文详细阐述了光催剂硫化锌镉的光催化产氢过程,对其产氢性能以及稳定性相关研究进行了总结,并探讨了制约该技术发展的挑战和未来方向。

PVDF固载硫化锌纳米颗粒的制备及其光催化效果研究

通过低温沉淀法合成了直径为90 nm的ZnS纳米颗粒,并将其固载在通过非溶剂相转化法制备的聚偏二氟乙烯(PVDF)颗粒表面上,合成PVDF-ZnS颗粒,用于亚甲基蓝的光催化降解实验。经特性分析可知,ZnS纳米颗粒能够牢固地固载在PVDF表面,且PVDF基质对ZnS纳米颗粒的光学性能没有不利影响。催化实验结果表明,由于较大的尺寸(5 mm)和出色的机械稳定性,PVDF-ZnS颗粒可以轻松浸入亚甲基蓝溶液并悬浮于光催化反应器中;PVDF-ZnS颗粒对亚甲基蓝的去除效率(约95%)比PVDF颗粒和ZnS纳米颗粒都高。在相同的实验条件下重复进行光催化测试,结果显示,PVDF-ZnS颗粒可以再利用,未观察到亚甲基蓝的去除效率下降的变化。

硫化锌法原子吸收间接测定谷氨酸络合反应的机理研究

通过编程计算谷氨酸和锌离子的各种存在形式随pH值变化的拟合分布图,研究了在硫化锌法原子吸收间接测定谷氨酸时的pH对原子吸收响应的影响及络合反应的机理。指出在最佳条件pH9.0测定条件下,谷氨酸的pH响应峰是由于谷氨酸和锌离子的两种不同存在形态的变化所引起的。谷氨酸是以负一价离子状态与Zn(OH)_2形成了可溶性络合离子[OO—C—CH—(NH_3^+)—CH_2—CH_2—COO]Zn(OH)_2。理论计算与实验数据能很好地吻合,确定了硫化锌法原子吸收间接测定谷氨酸时的络合物反应机理及络合物的组成结构。

谷氨酸的硫化锌法原子吸收光谱间接测定

利用ZnS悬浮液与谷氨酸在碱性条件下生成可溶性谷氨酸锌络合物 ,研究了塞曼原子吸收间接测定谷氨酸的方法 ;谷氨酸测定的质量浓度线性范围为0～3g·L-1,特征质量浓度为27.3mg·L-1;该法可用于调味品中的谷氨酸或谷氨酸钠的测定 ,其相对标准偏差为0.4 %(n=7) ,方法的回收率在97

三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球

利用仿生合成方法 ,通过加入一定量的引发剂使甲基丙烯酸原位聚合 ,在聚乙二醇 (PEG)、聚甲基丙烯酸 (PMAA)和十二烷基硫酸钠 (SDS)的三元添加剂混合溶液体系中控制了合成硫化锌晶体 ,提出了一种简单易行的合成硫化锌空心球的新方法 .采用透射电子显微镜 (TEM)、扫描电子显微镜 (SEM)、X射线粉末衍射 (XRD)及紫外吸收光谱等手段对合成样品的形貌、结构及性能进行了表征 .TEM结果显示 ,Zn S空心球的直径约为 3 0 0～ 40 0 nm,其壳层的厚度约为 5 0 nm. SEM结果显示 ,空心球的外壳是由初级纳米粒子定向熔合排列形成的蠕虫状结构紧密组装而成 .由于相应的胶束结构的改变 ,表面活性剂 SDS浓度的变化明显改变了 Zn S产物的形貌 ,在较高浓度的 SDS溶液中得到了 Zn S片状晶体的球形聚集体 .利用核 -壳机理初步解释了空心球结构的形成过程 .

功能性硫化锌纳米荧光探针与DNA的相互作用

目的:研究L-半胱氨酸包裹的ZnS纳米荧光探针与核酸的相互作用及其机理,建立DNA的定量分析方法.方法:通过考察溶液pH值、缓冲液用量及粒子浓度等影响因素,在最佳试验条件下,利用在pH值近中性时DNA对纳米荧光探针具有猝灭作用的特性,采用荧光光谱法进行研究.结果:当DNA浓度为20～600 μg/L时,荧光强度与DNA的浓度呈良好的线性关系,检测限为0.032 μg/L.结论:该方法简单,快速,灵敏度高.DNA与L-半胱氨酸-ZnS纳米粒子存在静电作用.

硫化锌精矿加压酸浸新工艺研究

开发了一种低温低压处理硫化锌精矿的新工艺,并对闪锌矿和铁闪锌矿2种锌的主要硫化矿物进行了浸出行为的比较。结果表明,在115℃,500kPa条件下2种矿物锌浸出率均大于97%,硫90%转化成了元素硫,但相同条件下2种矿物浸出液中铁含量具有显著差异。

锰掺杂硫化锌量子点室温磷光检测铅离子

采用锰掺杂硫化锌量子点室温磷光(RTP)探针,基于Pb^(2 1)对其磷光的猝灭现象进行选择性测定,考察了量子点溶液浓度、缓冲液体系及浓度、反应时间、干扰物质等多种因素影响,在最优条件下,即25μmol/L量子点溶液在Tris-HCl(10 mmol/L,pH 7.4)缓冲液中,反应时间为2 min时,检测Pb^(2-)-的线性范围为0 25～1000μmol/L,检出限为0.04μmol/L,方法的精密度和准确度良好。本方法简单、快速、灵敏度和选择性较好,线性范围较宽,可用于96孔板进行高通量检测,并成功应用于生物样品中Pb^(2-)的选择性检测,在稀释5倍人血浆中检测Pb^(2-)的线性范围为5～1000μmol/L,检出限为0.48μmol/L。

水热法制备硫化锌纳米线及性能研究

采用水热法成功制备出准一维的硫化锌单晶纳米线。XRD图谱显示,实验制备的硫化锌纳米线是纤锌矿结构,择优c轴即(002)晶面生长。TEM显示硫化锌纳米线长度达几十微米,最大直径约为50nm,有些纳米线的直径在20nm左右。SAED图显示实验得到的是单晶硫化锌纳米线,HRTEM图片中可以明显看到原子晶面排列,测量得出晶面间距为0.313nm,对应于ZnS的(001)晶面。文中研究了硫化锌纳米线的光致发光特性并对发光机制进行了探讨。

离子束辅助沉积和真空退火对硫化锌薄膜应力的影响

在硅基底上用电子束蒸发方法制备了硫化锌薄膜。通过XRD和薄膜应力测试仪研究了离子束辅助沉积和真空退火对硫化锌薄膜应力的影响规律。结果表明,未采用离子辅助技术制备的硫化锌薄膜为压应力,平均应力值为110.6 MPa,当采用离子束辅助工艺时硫化锌薄膜的压应力增加了62.3MPa。真空退火使硫化锌薄膜的平均应力大约降低了二分之一。硫化锌薄膜的微观结构变化是影响薄膜应力的主要因素。

纳米硫化锌的原位制备及其对多孔硅复合体系发光的调控

Porous silicon-zinc sulfide nanocomposite(PS-ZnS) was prepared by in situ synthesis of ZnS via a simple polyphase reaction on the base of nano-PS. The formation of the composite was confirmed by X-ray diffraction(XRD), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS) and photoluminescence(PL) measurements. Based on the XRD data and the Debye-Scherrer equation, the size of the formed ZnS particles both on the surface and in the holes of the PS was calculated to be nano-scaled, ca. 5—7 nm. FE-SEM observation showed agglomeration for the ZnS particles with an average crystallite size of 30—40 nm, and the hole diameter of the PS was below 100 nm. PL measurements and CIE diagram analysis for the PS-ZnS composite samples indicated that the emitted light color from the composites could be modulated and controlled by changing the annealing conditions, from orange to violet-blue, and finally, white-light emitter of the composite was obtained.

发光材料硫化锌纳米晶的合成与结构表征

本文主要是由改进的气－液共沉淀法，制备出ＺｎＳ和ＺｎＳ∶Ｍｎ的溶胶和粉末。并对制备过程中，锰的掺入量；反应物浓度；反应温度；反应时间等反应条件进行研究，选出最佳反应条件。同时，利用Ｘ－射线衍射仪和红外光谱仪对样品的结构进行研究，证明我们合成的样品为ＺｎＳ和ＺｎＳ∶Ｍｎ纳米晶。

机械活化对硫化锌精矿浸出动力学的影响

机械活化是强化锌精矿湿法分解的有效方法。本研究中，用ＦｅＣｌ３浸出经振动磨活化的硫化锌精矿。与未活化矿相比，可在浸出温度、浸出剂浓度及浸出时间大幅度下降的情况下获得更好的浸出效果。浸出反应的后化能由未活化时的５２ｋＪ／ｍｏｌ降至活化后的２７ｋＪ／ｍｏｌ。

低品位硫化锌矿生物浸出液中锌的富集和铁的去除

选用D2EHPA—TOA体系作为低品位硫化锌矿生物浸出液中锌的富集和铁的去除的溶剂萃取体系.结果表明,该体系能显著改善硫酸锌溶液中锌的萃取富集和铁的去除性能.锌的最大饱和容量增加约12％,负锌有机相只需用0.25mol/L的稀硫酸经一级即可达到完全反萃,负铁有机相可以用4mol/L硫酸反萃除去.

硫化锌精矿富氧浸出的动力学研究

以硫化锌精矿为研究对象,采用富氧-硫酸浸出的方式提取矿物中的锌元素并使硫元素以单质的形态进入浸出渣中,考察浸出粒度、温度、初酸浓度、氧分压对酸浸过程动力学的影响。研究结果表明:硫化锌精矿的浸出过程由表面化学反应控制,反应遵循"未反应核收缩模型"的表面化学反应控制的动力学规律,其反应活化能E=73.58 k J/mol。