探究柠檬酸在不同pH值下对合成LiMn2O4的影响

本文以醋酸锰(Mn(CH3COO)2·4H2O)和氢氧化锂(LiOH)为原料,采用一步水热合成法制备尖晶石LiMn2O4,探究柠檬酸在不同pH值条件下对合成LiMn2O4材料的影响。通过XRD、SEM对产物进行物象和形貌表征;将产品制成扣式电池,采用电化学工作站对材料的交流阻抗进行测试,采用蓝电测试系统对材料进行电化学性能测试。实验表明,在碱性条件下几乎不能制得尖晶石LiMn2O4,当pH为6、7时,成功制得了尖晶石LiMn2O4。当pH=6时,产物结晶度良好、菱角分明、无杂相、阻抗小,首次充放电比容量分别为118.7mAh·g-1和115.4mAh·g-1,且有明显的充放电平台,当循环充放电达50周后,放电容量保持率达89.7%,循环性能较好。当pH值升至7时,产物结构不均匀、不稳定,阻抗有所上升,充放电比容量减小且充放电平台斜率有明显的增大。表明通过调节体系pH值,可以优化尖晶石LiMn2O4的合成工艺。在酸性体系下得到的尖晶石LiMn2O4材料性能最好,也就说明酸性体系环境为尖晶石LiMn2O4的最佳合成条件。

含钛高炉渣碳化过程钛-渣分离研究

高炉冶炼钒钛矿过程产生了大量含钛高炉渣,攀钢针对渣中钛资源的回收利用成功开发出了高温碳化-低温氯化工艺,但是该工艺存在碳化渣磨矿和氯化尾渣利用等技术性难题,还需要继续探索绿色、经济的处理方法。针对高温碳化过程中Ti(C,N)弥散分布的问题,提出高温碳化过程加铁富集Ti(C,N)的思路,试验考察了铁/渣(质量比)、生铁添加批次、保温富集时间及预配铁量等因素对富集过程的影响。结果表明,熔渣中Ti(C,N)能聚集在熔铁表面并随其下沉至坩埚底部,水淬后附着有Ti(C,N)的铁块可与残渣实现自然分离,按铁/渣为1.50,在原料中预配15%铁,1600℃保温30 min后于30 min内分批向熔渣中加入铁的富集效果较好,可将渣中Ti含量从13.79%降低到4.59%,Ti的回收率达到66.72%。