废旧三元锂电池正极材料的还原酸浸回收与再生

采用磷酸为浸出剂,葡萄糖为还原剂,回收三元锂电池正极材料,研究了酸浸过程中磷酸浓度、葡萄糖浓度、固液比、温度、时间对Li、Ni、Co、Mn浸出率的影响。结果表明,最佳浸出工艺参数条件为:磷酸浓度4 mol/L、葡萄糖浓度0.5 mol/L、固液比20 g/L、反应温度80℃、反应时间60 min,在此条件下,Li、Ni、Co、Mn的浸出率可分别达到97.3%、96.54%、96.59%、95.31%。利用未反应收缩核模型拟合了酸浸过程的动力学数据,结果显示浸出过程由表面化学反应所控制。使用共沉淀—固相法再生正极材料,所得材料结晶性良好,元素分布均匀,实现了三元锂电池正极材料的再生。

Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)发光性能及颜色调控

采用静电纺丝法在不同气氛下制备了Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)纤维,研究其晶体结构和形貌;将纤维与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合后获得Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)‐PDMS复合材料,研究其光致发光和应力发光性能。研究结果显示,氮气、空气下制备样品的XPS图谱同时出现Eu^(2+)和Eu^(3+)结合能特征峰;在360 nm和395 nm激发下复合材料的光致发光光谱中,不但有Eu^(2+)位于469 nm处的蓝色宽带发射,还包含Eu^(3+)位于615 nm的多个红色窄带发射。因为Eu^(3+)在电荷补偿下还原成Eu^(2+)并在刚性结构保护下不被氧化,证实了Eu^(3+)在Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)中的自还原现象。随着Eu^(3+)的掺杂浓度增大,光致发光和应力发光强度都先增大后减小,Eu^(2+)和Eu^(3+)的发射分别在5%和10%时达到最强。应力发光强度与应力的增长是线性关系,Eu^(2+)的发射增长量大于Eu^(3+)。在实物照片和CIE坐标中观测到光致发光颜色从蓝色逐渐接近红色,应力发光颜色在应力增大时逐渐从粉红色变为紫粉色。该材料的研究将为发光调控提供参考,在应力传感和防伪等领域有着潜在的使用价值。

具备介孔结构的交互式纳米复合材料提高医药废弃物治理效果

两种不同类型的纳米材料,TiO_(2)和还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,RGO)复合制备出性能优异的复合纳米光催化材料(RGO-TiO_(2))。具备商业化前景的湿化学法制备的交互式光催化剂不仅可以对环境刺激做出反应,而且能够自我调节其结构和生物化学性质。采用溶胶-凝胶结合原位模板法制备了纳米复合粒子RGO-TiO_(2),其粒径约为10.5 nm,引入水溶性聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对RGO-TiO_(2)多孔纳米材料进行改性,以控制其内部通道和孔隙率,介孔孔径从3.41 nm增大到4.81 nm,大幅提高了对四环素(TCH,C_(22)H_(24)N_(2)O_(8))的光催化降解效率。高降解效率主要源于催化剂表面H_(2)O和·OH吸附和扩散速率的提高以及异质结对光催化剂固有性能的改善。当其用于降解四环素医药废物时,其反应活性提高了30%。利用电子显微镜研究推断出了可能的“电子拓扑”,Ti中从p轨道移动到d轨道时采用的是电子态的形状传播。电子局域化抑制了激发态电子和空穴的复合,延长带电载流子(电子、空穴和激子)寿命,从而提高了对TCH的降解效率。

离子型共价有机框架材料的制备及其对染料的吸附性能研究

茜素红(Alizarin Red S)具有毒性高、结构复杂以及化学需氧量(COD)大的特点,是水中难处理的污染物之一。本文采用三醛基间苯三酚和溴化乙锭作为构筑单元,在溶剂热条件下合成一种二维离子型共价有机框架材料TpEB-COF,并通过X射线衍射、扫描电镜和能量色散谱等对其进行结构表征。将制备的TpEB-COF作为固体吸附剂应用对水中茜素红的吸附,考察了吸附时间和pH对吸附过程的影响。结果表明,TpEB-COF对于茜素红的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型,吸附效率为82.8%,最大吸附量为828mg/g。本研究可为COFs材料的设计和合成提供参考,拓展了离子型COFs材料的应用范围。