铝离子对黑云母溶解/转化的制约及机制研究

采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、热重分析、透射电子显微镜和穆斯堡尔谱等手段,研究了Al^(3+)对黑云母溶解/转化过程的影响,重点分析了不同Al^(3+)浓度作用下黑云母转化产物的矿物学特征及黑云母转化机制。结果显示,Al^(3+)通过水解作用产生质子,加速黑云母片层的溶解及转化。当Al^(3+)浓度较低时(0.01~0.10 mol/L),Al^(3+)水解产生的较少量质子对黑云母片层结构溶解有一定促进作用,转化产物以蛭石、水黑云母和绿泥石为主,优先溶出的Fe聚集成核,同时吸附溶出的Si,形成具有核壳结构的球形纳米颗粒和结晶良好的赤铁矿。当Al^(3+)浓度较高时(0.30~0.60mol/L),Al^(3+)水解产生大量质子,显著加速黑云母结构溶解,黑云母转化产物主要为高岭石和弱结晶的铁氧化物。Al^(3+)能明显改变黑云母的溶解速率及转化产物,从而影响黑云母的风化过程。

铁负载酸活化蒙脱石制备硅/硅化铁纳米复合材料及其储锂性能

纳米硅的储锂容量高,被认为是最有应用前景的新一代锂电负极材料。然而纳米硅的体积膨胀效应和低电导性不利于其实际应用。将天然蒙脱石酸活化和铁负载改性,再经过镁热还原反应,得到了原位复合的硅/硅化铁纳米复合材料。硅化铁具有良好的导电性和机械稳定性,可显著提升硅负极的循环稳定性和倍率性能。在1 A/g的电流密度下循环500圈后,硅/硅化铁纳米复合材料的比容量高达781 m A·h/g,容量保持率为77%。该方法为制备高性能硅基负极材料提供了新思路。

黏土矿物衍生纳米材料作为锂离子电池负极材料的研究进展

黏土矿物因具有独特的微纳米结构、较大的比表面积和良好的热/化学稳定性等特点,其衍生纳米材料在锂离子电池负极材料领域的应用中展现出了巨大的潜力。本文综述了最新的国内外进展,重点介绍了黏土矿物衍生纳米材料的制备以及在锂离子电池负极材料领域的应用,并探讨了在商业化领域存在的挑战。

有机蒙脱石/聚氨酯海绵复合气凝胶去除疏水性有机污染物性能

疏水性有机污染物对生态系统和人类健康造成了严重危害,亟需开发低成本、高效、环保及可再生的吸附剂用于去除疏水性有机污染物。通过超声溶胀和冷冻干燥法制得密度低(34.61 mg/cm^(3))、疏水性强和可燃性低的有机蒙脱石/聚氨酯海绵复合气凝胶。对该复合气凝胶的形貌和结构进行了分析,并探究了其对疏水性有机污染物、油和有机溶剂的吸附/吸收能力。结果表明:有机蒙脱石/聚氨酯海绵复合气凝胶对苯蒸汽的静态吸附量可达682.3mg/g,对溶液中双酚A和硝基苯的吸附量分别为339.8 mg/g和137.0 mg/g,对不同油和有机溶剂的吸收量为20.8~37.0 g/g,且具有良好的可重复利用性。此外,有机蒙脱石/聚氨酯海绵复合气凝胶对实际污水中的有机物也有较好的吸收性能(7.12 g/g),且易于回收利用,有望作为一种高效的蒙脱石基吸附材料应用于污染控制领域。