Hydrothermal synthesis of Mn-Zn ferrites from spent alkaline Zn-Mn batteries

Nanocrystalline Mn-Zn ferrites （Mno.GZno.4Fe204） with particle size of 12 nm were synthesized hydrotherreally using spent alkaline Zn-Mn batteries, and accompanied by a study of the influencing factors. The nanocrystals were examined by powder X-ray diffraction （XRD） for crystalline phase identification, and scanning electron microscopy （SEM） for grain morphology. The relationship between concentration of Fe（II）, Mn（II）, and Zn（II） and pH value was obtained through thermodynamic analysis of the Fe（II）-Mn（II）-Zn（II）-NaOH-H2O system. The results showed that all ions were precipitated completely at a pH value of 10-11. The optimal preparation conditions are： co-precipitation pH of 10.5, temperature of 200 ℃ and time of 9 h.

用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体的研究

用水热法以废旧锌锰电池为原料对制备锰锌铁氧体进行了研究。探索了制备过程的影响因素,如水热反应的pH值、水热温度及水热时间等。结果表明,在溶液的pH值为10,水热温度为210℃,水热时间为2～24h时,均能有效制备无杂相的锰锌铁氧体;提高反应温度和延长反应时间,均有利于锰锌铁氧体的晶化过程。研究还发现,加入铁粉是一个既能高效除汞,又能制备高性能锰锌铁氧体的关键所在。

废旧锂离子电池水热法制备钕掺杂钴铁氧体

以废旧锂离子电池为原料,采用水热法制备了Nd3+掺杂的钴铁氧体。并用XRD和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd3+的掺杂量对钴铁氧体的相结构和磁性能影响。结果表明:所有产品均呈尖晶石结构,当掺杂的Nd3+摩尔分数为1.0%时,产品具有较好的磁性能。产品的Ms为3.954×105A/m,Mr为1.954×105A/m,Hc为82.47kA/m。

废旧碱性电池水热法制备纳米晶锰锌铁氧体的研究

以废旧碱性电池为原料采用水热法制备出了纳米晶锰锌铁氧体,并对制备过程的影响因素进行了探讨,借助于XRD、TEM等手段对制备过程跟踪检测,并对产物进行了表征。结果表明,适宜的制备条件为:溶液pH值为10.0,水热温度为180℃,水热时间为4h,采用逆加料方式和加入冰乙酸作为添加剂均可制得粒径更小、分散性更为优良的纳米晶,产物粒径可达17nm左右。

废旧电池水热法制备镍掺杂纳米晶锰锌铁氧体

以废旧碱性锌锰电池为原料,采用水热法制备了镍掺杂的纳米晶锰锌铁氧体。用XRD、TEM和VSM,就镍掺杂量对锰锌铁氧体的相结构和磁性能的影响进行了研究。结果表明:镍掺杂的摩尔分数为0～2%时,均可制得具有尖晶石结构的纳米晶锰锌铁氧体。最佳x(Ni2+)为1.5%,此时镍掺杂锰锌铁氧体的Ms、Mr和Hc分别为3.6432×105A/m,2.5088×104A/m和2.388×103A/m。

废旧锂离子电池水热法制备纳米晶CoFe2O4的研究

以废旧锂离子电池为原料,采用水热法制备出纳米晶钴铁氧体,并对制备过程的影响因素进行了探讨,借助于X-衍射(XRD)对各制备条件下的产物进行了跟踪检测,且通过扫描电镜(SEM)、震动样品磁强计(VSM)等表征方法对产物的形貌、磁性能进行了表征。结果表明,钴铁氧体适宜的制备条件为:溶液pH值为11.0,水热温度为140℃,水热时间为12h,铁钴的物质的量比例为2.0∶1.0。此条件下制得的产品的剩余磁化强度为50.09emu/g,矫顽力为1325.0Oe,饱和磁化强度为101.8emu/g。

添加剂对钴铁氧体的影响

以废旧锂离子电池为原料,采用水热法制备出纳米晶钴铁氧体,讨论了在制备过程中加入添加剂对钴铁氧体磁性能的影响。借助于XRD对产物的制备过程进行了跟踪检测,并借助于IR、TG、VSM等手段对产物进行了表征。结果表明加入适量冰乙酸有利于钴铁氧体的生成和磁性能的提高,但过量的冰乙酸的加入会使最终产物中含有乙酸根,同时也降低钴铁氧体的磁性能。而在沉淀过程中加入柠檬酸作添加剂则不利于钴铁氧体的生成。

废旧镍氢电池在柠檬酸中的溶解条件及Ni_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4的制备研究

研究了废旧镍氢电池正极材料在柠檬酸中的溶解条件。采用单因素和正交试验相结合的方法分析柠檬酸初始浓度、液固比、溶解温度、溶解时间等对钴、镍的溶解率的影响。实验结果表明:当柠檬酸浓度为2 mol/L,液固比(质量比)8:1,溶解温度90℃,溶解时间50 min,镍钴的溶解率最高。在最佳溶解条件下,采用微波水热法制备出性能较好的球形纳米级Ni0.5Co0.5Fe2O4,其磁性参数为:饱和磁化强度为50.312 A·m2/kg,剩余磁化强度15.306 A·m2/kg,矫顽力为0.052 726 T。

废旧锌锰电池制备Cu掺杂Mn-Zn铁氧体

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,以酒石酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu掺杂Mn-Zn铁氧体(Mn0.6–x/2Zn0.4–x/2CuxFe2O4,x=0.1,0.2,0.3和0.4)。经XRD、VSM测试,结果表明:Cu掺杂不仅没有改变Mn-Zn铁氧体的相结构,而且有利于尖晶石结构的形成;Cu掺杂后Mn-Zn铁氧体的Ms、Mr和Hc的变化趋势,都是先增大后减小,最适宜的掺杂量x为0.1。此时,Ms为2.66×105A/m,Mr为5.73×104A/m,Hc为1.6/π×104A/m。

以废碱性电池为原料制备磁性纳米复合材料

以硝酸溶解废碱性锌锰电池所得溶液为原料,采用溶胶-凝胶法成功地制备出了Mn0.6Zn0.4Fe2O4/SiO2磁性纳米复合材料,并对制备机理进行了探讨。借助于DTA、TG、XRD、IR、SEM和TEM等手段对制备过程进行检测,并对产物进行表征。研究表明,先将干凝胶在590℃条件下预烧,再在1120℃条件下煅烧可直接合成粒径在20nm左右具有尖晶石结构的磁性纳米复合材料。

废旧电池溶胶-凝胶-水热耦合法制备Mn-Zn铁氧体的研究

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,在溶胶-凝胶法的基础上,与水热方法耦合,制备出了具有尖晶石结构的锰锌铁氧体。经IR、XRD对所得锰锌铁氧体的结构进行了确证,利用VSM测试了材料的磁性能,探讨了不同制备条件对材料结构和性能的影响。结果表明,制备锰锌铁氧体的最适宜条件为:干凝胶自蔓延燃烧后维持200℃温度0.5 h后,在200℃条件下水热反应4 h,在该条件下,制备的锰锌铁氧体的磁性能参数为饱和磁化强度为58.490 emμ/g,7.8311 emμ/g,矫顽力为69.559 Oe,具有较为优良的磁性能。

废旧锌锰电池生物淋滤-水热法制备纳米锰锌铁氧体

以氧化硫硫杆菌(A.thiooxidans)和氧化亚铁钩端螺旋菌(L.ferrooxidans)为混合淋滤菌株对废旧锌锰电池进行了生物浸提,并以获取的淋滤液为前驱体,采用水热法制备出系列锰锌铁氧体软磁材料(Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4,x=0.2~0.8);结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEMEDX)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)等表征手段对制备材料的结构、形貌、磁学性能和稳定性进行分析.结果表明,在5%固液比(质量体积比,5 g/100 mL,以下均表述为"5%固液比")下,经过5 d的外源酸调控生物浸提,分别获得了84.5%、63.2%的Zn、Mn浸出效率;当Zn∶Mn∶Fe=0.4∶0.6∶2.0(物质的量比,即x=0.4)时,制备的纳米级Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4性能最优,属纯相的立方尖晶石结构,颗粒分布均匀,饱和磁化强度(M_s)、剩余磁化强度(M_r)和矫顽力(H_c)分别为68.9 emu·g^(-1)、4.7 emu·g^(-1)和53.6 Oe,具有热稳定性和耐酸碱性,有望成为一种新型的水处理磁性材料.

废旧电池溶胶-凝胶-水热耦合法制备Mn_(0.6)Zn_(0.4)Cr_(0.4)Fe_(1.6)O_4

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,采用溶胶-凝胶-水热耦合法制备了Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。借助于IR、XRD、SEM和VSM对产物的结构、晶型、形貌及磁性能进行研究,进而探讨了不同制备条件对材料结构和性能的影响。结果表明,在柠檬酸与金属离子的摩尔比为0.6:1,溶胶的pH值为7,水热温度为240℃的条件下能制备出性能较好的Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。在该条件下制备的样品形貌近似为球形,分散均匀,其磁性能参数为:饱和磁化强度为60.586 A·m2/kg,剩余磁化强度为4.010 4 A·m2/kg,矫顽力为41.786 kA/m。