二次加碳中有机碳源对LiFePO4/C性能的影响

采用高温固相合成法制备了碳包覆磷酸铁锂正极材料,使用不同有机碳源对LiFePO4进行碳包覆。通过热分析(TG-DSC)、X-射线衍射光谱法(XRD)、热场发射透射电子显微镜(HRTEM)、显微激光拉曼光谱等分析方法对其相组成、化学结构和碳结构等进行分析,并对LiFePO4/C为正极材料的电池进行了测试。结果表明:酚醛树脂、蔗糖、聚乙二醇和柠檬酸为有机碳源所制备的LiFePO4材料,都为纯相的LiFePO4;碳包覆LiFePO4材料,具有较完整的碳包覆层,且都有石墨结构的有序碳生成,能改善材料的电导率;酚醛树脂为有机碳源得到的LiFePO4/C材料性能最好,在0.1C倍率下充放电,首次放电比容量达到148.6 mAh/g,1C倍率下充放电的比容量达到125.1 mAh/g。     

Ni,Cr掺杂对LiFePO_4/C电化学性能的影响

采用二步固相反应在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFe0.98M0.02PO4/C(M=Ni,Cr)复合正极材料.通过XRD,SEM及电化学测试等手段对材料的性能进行分析.研究结果表明:少量Ni 2+,Cr3+的掺杂虽然未改变LiFePO4晶体结构,但改善了材料的颗粒形貌,降低了粒径(粒径约200nm),增强了LiFe0.98M0.02PO4/C材料的导电能力,比未掺杂的LiFePO4/C具有更好的电化学性能.在2.5~4.2V下充放电,LiFe0.98Cr0.02PO4/C材料0.2C的首次放电比容量为146.7mA·h·g-1,循环50次的容量保持率为98.1%,10C放电比容量达116.3mA·h·g-1.     

水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4及其性能研究

以H3PO4,FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料,采用水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4,并以葡萄糖为碳源对其进行碳包覆.考查了pH值、水热反应温度和反应时间等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响.结果表明,pH值对水热反应合成LiFePO4有很大的影响,当前驱体pH值为7左右时能得到较纯的LiFePO4.260℃水热反应4 h所合成的LiFePO4碳包覆后的电性能最好,0.1C倍率下首次充放电比容量分别为152和146 mAh/g.     

黄铵铁矾的制备及其形貌对锂离子电池磷酸铁锂正极材料性能的影响

为探索出红土镍矿杂质Fe高附加值利用的研究，以红土镍矿的硫酸铵焙烧熟料溶出液作为研究对象，以NH4HCO3作为造矾剂制备黄铵铁矾，矾水解后获得锂离子电池正极材料LiFePO4的原料Fe2O3，Fe2O3中加入Li2CO3、磷酸二氢铵NH4H2PO4及蔗糖煅烧制备出锂离子电池正极材料LiFePO4/C。获得最佳造矾条件为:反应时间4 h、反应温度95℃、终点pH值2.5、搅拌速度400 r/min，除铁率在98.35%以上，并采用XRD、SEM和化学分析手段对黄铵铁矾进行了表征；煅烧温度750℃、煅烧时间10 h制备的片状磷酸铁锂在0.1C倍率下的首次放电比容量164.12 mAh/g，0.1C、0.5C、1C、2C、5C倍率下循环10周的容量保持率较颗粒状磷酸铁锂高，表明片状磷酸铁锂有较好的电化学性能。由红土镍矿中的铁元素合成了高附加值锂离子电池LiFePO4正极材料，为红土镍矿资源高效、综合利用提供新技术及理论支持。     

锂离子电池钠掺杂LiFePO_4正极材料的电化学性能

利用高温固相法制备Li1-xNaxFePO4(x=0,0.05,0.10,0.20)正极材料,并进行电化学性能测试。结果表明,Li0.95Na0.05FePO4材料表现出最好的电化学性能,在0.1C充放电时首次放电容量为107.6mA·h/g,循环20次后的放电容量为109.3mA·h/g,容量保留率几乎100%。在0.5C、1.0C和2.0C不同倍率下放电,容量保持率分别为80.22%、97.36%和91.90%。与纯LiFePO4相比,Li0.95Na0.05FePO4材料具有更高的可逆容量、更稳定的循环性能和更好的倍率性能。     

LiFePO4/C材料电化学性能研究及结构表征

以葡萄糖为碳源,采用碳热还原法制得一系列LiFePO4/C材料,其中葡萄糖的添加量分别为10,,15,,20,,25,和30,.通过XRD,SEM和恒流充放电等测试方法,研究了葡萄糖添加量对LiFePO4/C材料结构和电化学性能的影响.结果表明:当葡萄糖添加量为20,时,LiFePO4/C材料以0.2C充放电,放电比容量为140.6mA· h/g;1 C倍率50次循环后,容量保持率达到97,;以0.2C充电,在0.2C,1C,2C,5C和10 C不同倍率下放电,其中10 C倍率放电比容量为89.1mA· h/g,合成材料表现出良好的综合电化学性能.经XRD和SEM测试发现,制得的材料均为橄榄石型结构,不同碳含量对材料的颗粒尺寸有一定的影响.     

葡萄糖添加量对LiFePO4/C性能影响的研究

以葡萄糖作为碳源,采用固-液结合法合成了LiFePO4/C材料,用X射线衍射仪、扫描电镜和电化学测试仪对其结构和电化学性能进行了研究.结果表明,加入葡萄糖可得到粒径细小、均匀的LiFePO4/C材料;当添加葡萄糖质量分数为9％时,合成的LiFePO4/C材料被碳膜均匀包覆,具有良好的物理形貌和电化学性能,0.2C恒流放电比容量为143.6 mAh/g,循环30周后放电比容量保持率为94.8％.     

Ni，Cr 掺杂对 Li FePO4／C电化学性能的影响

采用二步固相反应在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFe0．98M0．02PO4／C（M＝Ni,Cr）复合正极材料．通过XRD,SEM及电化学测试等手段对材料的性能进行分析．研究结果表明：少量Ni2＋,Cr3＋的掺杂虽然未改变LiFePO4晶体结构,但改善了材料的颗粒形貌,降低了粒径（粒径约200nm）,增强了LiFe0．98M0．02PO4／C材料的导电能力,比未掺杂的LiFePO4／C具有更好的电化学性能．在2．5～4．2V下充放电,LiFe0．98Cr0．02PO4／C材料0．2C的首次放电比容量为146．7mA·h·g－1,循环50次的容量保持率为98．1％,10C放电比容量达116．3mA·h·g－1．     

废旧磷酸铁锂电池集流体分离与正极材料再生

利用NaOH碱溶去除集流体粘结剂高效分离LiFePO4正极材料，超声回收铝箔，利用固相法实现废旧LiFePO4的再生。当NaOH为0.8 mol/L，固液比20 mL/g，40℃反应10 min，正极材料的分离率达到99.78%，超声1 min后铝箔回收率为76%。机械活化500r/5h，添加10 wt%纯LiFePO4固相再生材料的最高放电比容量为新材料最高放电比容量的94.75%，60次循环测试后为初始放电比容量的88.62%。     

共沉淀法制备LiFePO4/C复合材料的结构与性能

为了获得性能优异的LiFePO4/C复合材料,通过共沉淀法合成前躯体,用不同的方式进行碳包覆,制得橄榄石型LiFePO4/C复合材料.用XRD和SEM等手段对产物的结构和形貌进行研究,通过充放电实验测试其电化学性能.结果表明,在共沉淀过程中直接加入葡萄糖所制得的LiFePO4/C复合材料样品颗粒粒径最小,电化学性能最好,在0.1C倍率下,首次放电比容量为152mAh/g.     

从铅冰铜中湿法分离铜的研究进展

综述了国内外从铅冰铜中湿法分离铜的方法和研究进展,介绍了氧化—酸浸法、氧化—碱浸法、氯化浸出法、氧化—氨浸法、矿浆电解法的浸出机理,分析了各种方法的优缺点及应用前景,氧压酸浸法在湿法处理铅冰铜领域将有较好的发展前途。     

聚丙烯/聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备

本文通过对钠基蒙脱土的有机化处理，有机土与聚苯乙烯的复合，聚苯乙烯／蒙脱土复合材料与聚丙烯的复合等三个步骤制备出了聚丙烯／聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料。     

硼硅比对飞灰玻璃化过程Cr固化赋存形态的影响

以垃圾焚烧厂产生的焚烧飞灰、钢渣、铬渣为主要原料,采用熔融玻璃化方法制备出CaO-SiO_2-Fe_2O_3体系低熔点玻璃固化体。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析测试手段研究了硼硅比对垃圾焚烧飞灰玻璃化的影响,考察了不同硼硅比时固化过程Cr赋存形态的变化规律以及Cr的固化稳定性。结果表明,硼与飞灰中高钙形成硼酸钙低熔点矿物相可使飞灰的熔化温度从1 300～1 600℃显著降到950℃;增大硼硅比可抑制铬钾矿的形成,最终形成玻璃体包裹负载Cr的尖晶石相;采用HJ/T 299—2007 《固体废物浸出毒性浸出法—硫酸—硝酸法》评价玻璃固化体的固化稳定性,Cr离子的浸出浓度为0.47mg/L,远低于国标限值。采用飞灰熔融法制备的低熔点玻璃固化体可以将重金属元素Cr稳定固化。     

甲烷爆炸感应期内CN/CH/CHO/CH_2O/NCN特征光谱分析

为开发可燃气体爆炸感应期内探测与抑制技术,采用小尺度实验和光谱分析的方法,对甲烷爆炸感应期内CN,CH,CHO,CH2O,NCN等含单C自由基特征光谱进行分析。得出甲烷爆炸感应期内火焰中存在CN,CH,CHO可能性较大;CN的红色谱带出现频率较高,有较大概率被探测到,适宜作为辨识甲烷爆炸的信号;CN在甲烷体积分数9.5%附近最高;CH含量随着甲烷体积分数的增加而减小;CHO含量与甲烷体积分数相关性较弱;实验条件下各自由基出现10次以上的特征光谱中,CN的红色谱带光谱强度随着波长的增加而增加,在938 nm处相对最强,CHO的Vaidya’s谱带在311,318,353 nm处光谱强度相对较强。     

水蒸气/CO2/O2与无烟煤共气化过程研究

为综合利用固体氧化物燃料电池（SOFCs）产生的高温水蒸气及CO2尾气,采用流化床气化装置对水蒸气、O2、CO2气化晋城无烟煤过程进行了研究。结果表明：当气化温度为900 ℃时,增加水蒸气/CO2摩尔比,促进了煤的水蒸气气化反应和水汽变换反应的发生,使气化制得的合成气中H2含量增加,CO含量先增加然后基本保持不变;随着气化剂中O2流量的增加,合成气中CO体积分数先增加后减小,当气化剂中水蒸气、CO2与O2的摩尔比为14∶56∶30时,合成气中有效成分（CO+H2）体积分数达到最大（44.9%）;此外,优化得出赤泥的最佳添加量为8%,其含有的氧化铁等催化成分可以显著提高合成气中有效成分。     

凹凸棒石对Zn2+、Cu2+、Cd2+的等温吸附实验研究

凹凸棒石是一种比表面积大,吸附能力强的天然粘土矿物。为了研究凹凸棒石的吸附特征,通过等温吸附实验,进行了凹凸棒石对复合重金属离子Zn_²⁺、Cu_²⁺、Cd_²⁺的吸附容量、去除率、吸附选择性和富集系数的研究。结果表明： 凹凸棒石对Zn_²⁺、Cu_²⁺、Cd_²⁺吸附容量表现为随溶液初始浓度的增加而增加,吸附选择特征表现为对Cu_²⁺的吸附大于对Zn_²⁺和Cd_²⁺的吸附。凹凸棒石对 Cu_²⁺的去除率为96.76%,对Zn_²⁺andCd_²⁺分别为48.18%和38.84%。 富集系数与吸附特征反应的结果一致,并且吸附符合Langmuir 和Freundlich方程。研究结果表明凹凸棒石可用于水体和土壤重金属污染的修复。     

SDS/正戊醇/甲苯/水微乳液稳定性及纳米硫化锌制备

研究SDS/正戊醇/甲苯/水四组分形成稳定微乳液的条件,确定表面活性剂和助表面活性剂的最佳比值以及表面活性剂+助表面活性剂和油相的最佳比值.结果表明,当mSDS/m正戊醇为3∶ 7,mSDS+正戊醇/m甲苯为4∶ 6时,体系有最大的溶水量,微乳液体系最稳定.以此最佳比例制备了硫化锌纳米微粒,结果表明,微乳液法是制备纳米材料的有效方法.     

(Cr,Fe)7C3颗粒原位自生的Fe3Al基金属陶瓷涂层磨损行为

本文研究了一种以Fe₃Al金属间化合物为基相,原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒为陶瓷相的新型低成本金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能。通过投料成分的精准设计,采用真空冶金+堕气雾化的冶金方法直接制备了(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al新型复合粉末,获得碳化物原位自生于Fe₃Al基相且呈弥散分布的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层原料;采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层,并通过销-盘往复干摩擦摩擦磨损试验,研究了具有原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒弥散强化的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层在室温及400℃下的耐摩擦磨损性能。结果表明：(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层的结合强度达到60.51Mpa,涂层硬度随温度升高衰减较慢,且在室温和400℃相应实验条件下的摩擦系数分别为0.7722和0.5634,均明显低于RuT350铸铁基体摩擦系数,400℃下其摩擦副的总磨损量仅为RuT350基体摩擦副总磨损量的50.4%,耐磨性优于Fe₃Al涂层和NiCr-Mo-Cr₃C₂涂层。(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe₃Al粘结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象,促使(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的高温硬度,并存在大量弥散分布的细小(Cr,Fe)₇C₃晶粒,不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。研制的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层新材料在400℃左右的中低温下具有优异的耐摩擦磨损性能,且原材料成本低,具有工业应用潜力。     

SiCf/SiC复材表面Sc2O3-Y2O3-ZrO2基梯度可磨耗涂层设计及性能研究

SiC_f/SiC陶瓷基复合材料是未来航空发动机重要材料之一,其表面涂层是保护SiC_f/SiC陶瓷基复合材料关键技术。针对陶瓷基复材表面的Sc₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂基可磨耗涂层与EBC涂层结合力不够高、应力匹配性差等问题,开展Sc₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂基梯度可磨耗涂层设计、制备与考核技术研究,并且与非梯度可磨耗涂层进行性能对比。研究结果表明:梯度可磨耗涂层比非梯度可磨耗涂层结合强度提高了6.7%;在(1 250±50)℃高温冲击1 000次后,梯度可磨耗涂层剥落面积仅为非梯度可磨耗涂层剥落面积的1/6。因此,梯度可磨耗涂层具有更好的力学性能,有望在未来航空发动机中得到广泛应用。     

智能矿山技术架构与建设思路

当前,全球矿业发展进入全新历史阶段,也面临着产品价格、生产成本、作业安全、从业人员等诸多挑战,发展智能化、无人化开采技术,建设智能矿山,是我国资源开发尤其是深部资源开采的必然选择。通过概述智能矿山的发展现状,总结了智能矿山的内涵,提出了两种典型智能矿山技术架构,对智能矿山建设的重点内容进行了梳理,并给出了建设思路与保障措施,为智能矿山建设提供了理论基础,对矿山进行智能化建设具有指导意义。