AlLi-LDH中Al-O八面体环吸附锂的机制

采用共沉淀法合成铝锂层状双氢氧化物(AlLi-LDH)并进行提锂试验。AlLi-LDH的空间群为P32或C2/m,微观形貌呈直径为5~10μm的规则球形。AlLi-LDH吸附Li^(+)后,空间群转化为P32。当Li^(+)浓度为95.4 mg/L时,1 h后锂吸附量为8.98 mg/g;吸附48 h后,吸附量增加到16.50 mg/g;根据二级吸附模型预测Li^(+)吸附总量为17.57 mg/g。当Mg^(2+)/Li^(+)的质量比为1067时,Mg^(2+)/Li^(+)分离系数为29536。空间群为P32时,Li-O的相互作用强度变弱,且相互作用属于静电效应。具有P32空间基团的AlLi-LDH更容易吸附和解吸Li^(+)。

冠醚与铂/钯配合物的构建策略研究进展

冠醚作为第一代超分子主体,具有可选择性识别配位的柔性腔穴,被广泛作为基础单元构筑超分子配合物。在众多冠醚超分子配合物中,冠醚与中心原子(Pt或Pd)构建的各类型配合物在响应材料、抗癌药物和催化材料等领域被广泛应用。目前,已开发多种冠醚与中心原子构建的超分子配合物,主要包括离子对型配合物、中性分子配合物以及冠醚环外配位配合物等。依赖冠醚腔穴与离子或中性分子间丰富的配位形式,通过离子偶极和氢键等多种相互作用构筑的配合物展现出多种组装策略。本文从组装策略方面综述冠醚与中心原子构建配合物的结构特征,分析配合物的组装驱动力,总结和归纳冠醚与中心原子形成配合物的构建规律。最后,对冠醚和中心原子组成的离子对型配合物、中性分子配合物和冠醚环外配位配合物的构建策略给出建议,并对其在超分子组装领域的发展趋势进行展望,即以简单配合物作为构建单元,可控组装在催化、响应和吸附材料等领域具有潜在应用价值的如轮烷、锁烃、MOF等新型功能化配合物。

磁性生物炭吸附水中甲基橙的作用机制——基于密度泛函理论与实验研究

以磁性生物炭(Fe_(3)O_(4)@C-NH_(2))为吸附剂,甲基橙(MO)为目标污染物,考察了浓度、温度和pH对吸附性能的影响,通过光谱学与密度泛函理论研究MO的去除机制.结果表明,吸附反应符合准二级动力学及Freundlich模型,是自发吸热且熵增的过程.平衡吸附量随着pH(3~10)升高而降低.光谱学分析结果表明,吸附作用力包括氢键、π-π堆积、π-π电子供体-受体(EDA)和静电力.静电势分布与前线轨道理论分析可知,羧基结构与MO分子间的结合能(E_(ads))与能隙(E_(gap))分别为-139.08kJ/mol,3.07eV,吸附能力高于羟基结构(E_(ads)=-94.47kJ/mol,E_(gap)=3.16eV)、氨基结构(E_(ads)=-76.10kJ/mol,E_(gap)=3.17eV)和芳香环结构(E_(ads)=-41.99kJ/mol,E_(gap)=3.18eV).基于赫什菲尔德划分的独立梯度模型-AIM拓扑分析图(IGMH-AIM)结果表明,吸附过程存在疏水作用,且氢键和π-πEDA为主要作用力.

空间接近二酰胺的多米诺类型反应及其在有机合成中的应用

发现了空间接近的双温勒伯(Weinreb)酰胺与格氏试剂在温和条件下的单取代反应,该反应普适性强、操作简便且产率高,反应存在动力学控制和热力学控制2种产物.机理分析表明,该反应发生了分子内亲核取代反应,并生成了稳定的单取代中间体,从而避免了双取代反应的发生.通过该反应制备了一系列4-取代酞嗪酮类化合物,合成了基于酞嗪基团的纯红光三环金属化铱(Ⅲ)配合物,采用该配合物制备的有机电致发光器件表现出高效率[最大外部量子效率(EQE_(max))=10.3%]和低浓度猝灭性能.

钙空位12CaO·7Al_2O_3晶体稳定性的计算机模拟

通过Materials Studio软件在建立完整的12CaO·7Al2O3晶体结构模型的基础上逐渐减少Ca原子数,使其形成Ca空位,对钙空位量为0~1.00的12CaO·7Al2O3晶体结构进行几何优化模拟,计算其晶格参量、晶体自由能、化学键布居数及键长等。结果表明:Ca空位对12CaO·7Al2O3晶体结构的稳定性有显著影响,随着Ca空位量的增加,12CaO·7Al2O3晶体晶格参量和晶胞体积逐渐降低,自由能逐渐增加,O—Ca键稳定性变差;当Ca空位量增加到0.75和1.00时,O—Ca键种类由4种减少到3种,且键长增大,从而导致12CaO·7Al2O3晶体的稳定性逐渐降低;分别合成钙空位量为0、0.50和1.00的12CaO·7Al2O3晶体,其在碳酸钠溶液中的分解率随着钙空位量的增加而增加,晶体稳定性与晶体学模拟结果相吻合。

Na_2O掺杂铝酸钙化合物物相转化与浸出性能

以分析纯试剂Ca CO3、Al2O3和Na2CO3为原料,在1350℃烧结1 h合成了Na2O掺杂铝酸钙熟料,并采用XRD、SEM和EDS等方法研究了Na2O掺杂Ca O-Al2O3体系铝酸钙化合物的物相演变规律及熟料浸出性能。结果表明:当Ca O和Al2O3的摩尔比为1.0时,Ca O-Al2O3体系铝酸钙由Ca O·Al2O3和12Ca O·7Al2O3组成,而Na2O掺杂铝酸钙熟料由Ca O·Al2O3、12Ca O·7Al2O3、Na2O·Al2O3和Na4Ca3(Al O2)10组成。除形成含Na2O化合物外,熟料中掺杂的Na2O固溶于12Ca O·7Al2O3中,而Ca O·Al2O3中几乎不含Na2O。随着熟料中Na2O掺杂量的升高,12Ca O·7Al2O3和Na4Ca3(Al O2)10的含量逐渐增加,Ca O·Al2O3的含量逐渐降低;12Ca O·7Al2O3和Na4Ca3(Al O2)10的结晶度逐渐降低,Ca O·Al2O3的结晶度逐渐升高。Na2O的掺杂提高了熟料在碳酸钠溶液中的浸出性能,并且使浸出渣中Ca CO3的空间群由R-3CH、P63/MMC两种转变为只含有R-3CH一种。

Na_2O掺杂铝酸钙化合物的形成机理与晶体模拟（英文）

采用分析纯试剂CaCO_3、Al_2O_3、SiO_2和Na_2CO_3合成Na_2O掺杂铝酸钙熟料,研究Na_2O掺杂对铝酸钙化合物形成机理及12CaO·7Al_2O_3(C12A7)晶体结构的影响。结果表明:当熟料中Na_2O含量低于4.26%(质量分数)时,含Na_2O物相主要为2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3和Na_2O·Al_2O_3;其余Na_2O主要掺杂在12CaO·7Al_2O_3内,并且使其结晶度降低。2Na_2O·3CaO·5Al2O3的结晶度也随着熟料中Na_2O含量升高而降低。2Na_2O·3Ca O·5Al_2O_3和12CaO·7Al_2O_3的生成途径有两种方式:一是由初始反应物的直接反应生成,二是由反应中间产物CaO·Al_2O_3的进一步转化反应生成。晶体结构模拟结果表明,在Na_2O掺杂的12CaO·7Al_2O_3晶格内,其O—Na键的共价性弱于O—Ca键和O—Al键的共价性,使12CaO·7Al_2O_3晶胞自由能升高,化学活性提高。当熟料中Na_2O含量由0增加至4.26%时,Al_2O_3的浸出率由34.81%增大至88.17%。

硫杂杯芳烃-金属离子的新型配位化合物

选择性分离贵金属、放射金属、碱金属等金属离子是重要研究方向之一。硫杂杯芳烃是一类由硫原子桥链苯酚单元构成的大环化合物。作为第三代超分子材料,硫杂杯芳烃反应位点丰富,上边缘、下边缘以及桥链的硫原子上都有进行功能化的可能性,而功能化后硫杂杯芳烃能够表现出与金属离子优异的配位性能,从而达到选择性分离金属离子的目的。本文介绍了硫杂杯芳烃的合成历史、自身结构特点以及配位机理。在此基础上分析了在硫杂杯芳烃的上缘、下缘引入酯基、酰胺、亚胺/胺等官能团后与碱金属、碱土金属、放射金属、贵金属离子等的配位情况,总结了硫杂杯芳烃自身构型、杯环的大小、溶剂类型等对其配位性能的影响,并深入分析了与金属离子的不同配位机理。本文可以为开发高效选择性分离提取各种金属离子的技术提供理论依据。

铟在氯化物熔盐中的氧化还原行为

采用循环伏安、计时电位等电化学分析测试手段对450℃下LiCl-KCl共融盐中In(Ⅲ)在惰性钼电极上的电化学行为进行系统研究。结果表明:In(Ⅲ)在熔盐中的还原是一个两步过程,电极反应In(Ⅲ)/In(Ⅰ)和In(Ⅰ)/In分别发生在-0.4V和-0.8V (vs Ag/AgCl)。结合还原过程电子转移数的理论计算以及恒电位沉积产物的表征进一步证明In(Ⅲ)在熔盐中的两步还原机制。此外,根据循环伏安和计时电位测试结果计算铟离子在450℃下LiCl-KCl共融盐中的扩散系数。采用两种方法得到的数据吻合良好,结果为DIn(Ⅲ)=1.8×10^(-5)cm^(2)/s和DIn(I)=1.4×10^(-4)cm^(2)/s。

锂资源提取工艺现状及发展趋势

介绍了全球锂资源的分布情况及主要存在形式,从硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法、纯碱压煮法等方面综述了近年来国内外从固体含锂矿石提Li的研究现状,还从沉淀法、萃取法、吸附法等方面综述了盐湖卤水提Li的技术现状,分析讨论了各种方法的机理及优缺点并提出了改进方向,最后对固体锂矿和盐湖卤水提Li技术的发展趋势及方向进行了分析展望。

有色冶金概论课程教学改革探索

结合有色冶金概论的课程特色引入翻转课堂,营造“多时空”“多角色”的学习氛围。以阶段性的平时成绩为考核依据并及时调整教学方式,以科研项目的引入提高学生学习效果。在知识的讲解过程中,将思政元素融入到教学的各个环节,提高课程育人效果。

电池级碳酸锂制备与提纯的研究进展

着眼于卤水直接制备电池级碳酸锂和工业级碳酸锂经纯化后制备电池级碳酸锂,分析对比了目前应用较广的几种制备方法,如苛化法、重结晶法、电解法、沉淀法、氢化法等。上述工艺所得碳酸锂产品不易达到高纯国标要求,一般还需进一步去除钙镁等杂质。最后,结合我国实际情况对电池级碳酸锂制备工艺的发展趋势进行了展望,并提出了多种工艺联合制备电池级碳酸锂的方法,以期实现电池级碳酸锂的高效制备。

复杂金精矿火法冶炼高锑烟尘处理工艺

针对某复杂难处理金精矿火法熔炼造锍产生的高锑烟尘,进行了湿法综合处理工艺研究。采用XRD、SEM对高锑烟尘进行了物相组成分析和微观形貌表征。以盐酸为浸出剂分离烟尘中的砷、锑、铅、锌等元素,得到含杂较低的高品位金精矿,并对所得金精矿通过静态富氧焙烧-酸浸除杂-氰化浸出工艺回收金银等贵金属。结果表明:高锑烟尘主要由Sb_2O_3和As_2O_3物相组成,锑、砷含量分别为31.18%和9.95%;该烟尘由粒度较细、大小较均匀颗粒物所组成;在盐酸浓度为4 mol/L、浸出液固质量比为5.0、温度为85℃条件下搅拌浸出2 h,浸出渣率为13.65%,浸出渣中砷、锑、铅和锌的品位分别为0.52%、0.60%、0.06%和0.49%;所得金精矿静态富氧焙烧脱硫率为98.81%,焙砂酸浸渣中金品位达到116.9 g/t,金的氰化浸出率达到98%。通过该工艺处理复杂难处理金精矿火法冶炼所得高锑烟尘,实现了烟尘中杂质元素的高效分离,有价元素得到有效回收。

S300树脂对汽车失效催化剂浸出液中Pd(Ⅱ)的吸附行为

基于实验室合成的S300树脂对汽车失效催化剂浸出液中Pd^2+吸附过程进行研究,考察温度、溶液体系中HCl浓度、吸附时间等因素对Pd^2+在S300树脂上吸附行为的影响,并对Pd^2+在S300树脂中的动力学特性、交换等温线、复杂体系中的选择性以及解吸过程进行研究,根据表征结果分析在盐酸体系下S300树脂的吸附机理。结果表明:温度对Pd^2+吸附过程影响较小,溶液体系中的HCl浓度在0~1 mol/L范围内,S300树脂的平衡吸附量随HCl浓度升高而显著增加,平衡吸附时间约为30 min。S300树脂吸附过程符合准二级动力学模型与Langmuir等温模型,对汽车失效催化剂浸出液中Pd^2+的吸附分配系数DM=68.66,静态解吸过程中,解吸3 min后,Pd^2+解吸率达到98.79%。研究结果表明,溶液中Pd(Ⅱ)以[PdCl4]2−形式通过离子−偶极作用与S300树脂发生吸附反应。

冶金工程专业有色冶金概论教学改革探讨

有色冶金概论是冶金工程的一门专业必修课,针对该课程的特点对课程教学进行了改革.具体内容包括教学思路、教学内容、讲授结构脉络、考核方式等方面,调动了学生学习的主动性,取得了良好的教学效果.

14-冠-4冠醚衍生物与Li(I)的络合过程理论研究

臂式冠醚由于其侧臂基团可以不同程度改变冠醚的供电子能力、冠醚环的构象、亲水性等,从而使其与金属离子的络合性能发生变化。以二苯并14-冠-4冠醚(DB14C4)为基础,选取羟基(-OH)、氨基(-NH 2)、羟甲基(-CH 2OH)、氨甲基(-CH 2NH 2)四种侧臂基团,基于密度泛函理论(DFT),在水溶剂模型下,研究了不同侧臂基团对DB14C4与Li(I)络合过程的影响.从结构优化、前线轨道(HOMO、LUMO)及静电势(ESP)、独立梯度函数(IGM)方面进行了分析.结果表明,羟甲基的引入可改善冠醚的配位能力,为高选择性冠醚的设计提供理论支持.

大学课堂教学中绪论教学改革初探--以《有色冶金概论》绪论教学为例

大学课堂中绪论教学改革旨在探索绪论教学的一般规律,以《有色冶金概论》课程为例,提出明确教学目标,教学的过程中合理运用现代化多媒体方式,激发学生的对有色金属冶金的兴趣。充分发挥学生在教学中的主体作用,调动学生的主观能动性,进而取得良好的教学效果。

Na_4Ca_3(AlO_2)_(10)的合成和浸出行为

以分析纯CaCO3,Al2O3和Na2CO3为原料,在1100～1250℃合成了Na4Ca3（AlO2）10,研究了浸出时间、浸出温度、液固比及溶液中碳酸钠和氢氧化钠浓度对Na4Ca3（AlO2）10浸出性能的影响.结果表明,在1200℃烧结30 min,可以合成纯度高于90%的Na4Ca3（AlO2）10.当碳酸钠浓度为80 g/L、氢氧化钠浓度18 g/L时,Na4Ca3（AlO2）10在40℃浸出10 min的氧化铝浸出率达到90%以上.当碳酸钠浓度降为30 g/L时,Na4Ca3（AlO2）10在60℃浸出15 min的氧化铝浸出率大于85%.浸出时添加氢氧化钠有利于氧化铝浸出率的提高,氢氧化钠浓度大于5 g/L时,氧化铝浸出率可提高10%以上.Na4Ca3（AlO2）10的浸出性能优于12CaO·Al2O3和CaO·Al2O3.

硫杂冠醚对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)的萃取

基于冠醚的配位化学及软硬酸碱理论,设计并合成了五种硫杂冠醚,系统研究了其对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)两种软酸离子的络合能力。模拟计算结果表明,五种冠醚与Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)络合后构型均发生了转变,且结构优化后的五种冠醚与Ag(Ⅰ)络合过程的ΔG和ΔU均较负,表现出了一定的配位能力,而与Tl(Ⅰ)络合过程的ΔG和ΔU均接近于0,配位能力相对较差。五种冠醚对Ag(Ⅰ)和Tl(Ⅰ)的萃取实验结果表明,五种冠醚对Ag(Ⅰ)的络合常数分别为3.97, 6.58, 20.61, 9.76, 13.40,对Tl(Ⅰ)的络合常数分别为4.24,4.65, 5.80, 4.77, 4.33;在复杂体系中,冠醚2, 3, 4, 5对Ag(Ⅰ)均具有较高的萃取率及选择性识别能力,而冠醚1对Ag(Ⅰ)表现出较差的选择性识别能力。五种冠醚对Tl(Ⅰ)几乎不具有选择性萃取能力。