Li、Mn掺杂对MgCoNiCuZnO5导电性能影响的研究

以Li2CO3和MnO分别为Li源和Mn源,采用高温固相烧结的方法,合成Li、Mn掺杂的MgCoNiCuZnO5高熵金属氧化物（High-entropy oxides, HEOx）材料(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)0.95Li0.05O0.975和(Mg, Co, Ni, Cu, Zn)0.95Mn0.05O。并与未掺杂的HEOx进行对比,研究了Li和Mn两种不同金属元素对HEOx材料的相结构和导电性能的影响。交流阻抗的研究结果表明,Li、Mn掺杂后HEOx导电性明显提高,同时,紫外-可见-近红外吸收光谱表明了三种材料都表现出半导体特性,其带隙宽度在1.2~1.7 eV之间,并且Li、Mn掺杂后HEOx的直接带隙变小,Li-HEOx为1.23 eV,Mn-HEOx为1.38 eV。     

第一性原理计算α-Al_2O_3电子结构及力学性能

利用密度泛函理论的第一性原理方法,采用CASTEP程序包对α-Al2O3的能带结构、电子态密度及弹性常数进行了计算,计算结果表明:α-Al2O3能隙约为6.8 eV;Al3+和O2-之间存在明显的电子转移现象,电子分布具有明显的定域性,但由于极化或杂化现象,Al-O键主要为离子键和少量共价键,α-Al2O3表现出过渡型化合物的特点;α-Al2O3的体积弹性模量为254.253 GPa,剪切模量为157.911 GPa.     

Ga、N、P、Sb掺杂二维砷烯吸附SO2气体的第一性原理研究

基于第一性原理计算，研究了Ga、N、P、Sb元素分别掺杂本征砷烯材料对SO2气体的吸附特性。结果表明，Ga掺杂的砷烯表现为直接带隙半导体；本征砷烯以及P、Sb掺杂的砷烯对SO2呈较弱的物理吸附，N掺杂的砷烯在4种体系中展现出最大的吸附能，为-0.867 eV，不利于SO2解吸；Ga掺杂的砷烯对SO2具有适中的吸附能，为-0.693 eV，同时，吸附SO2前后带隙值变化最显著（0.957 eV），有望作为高效检测SO2的气敏材料。     

Li、Mn掺杂对MgCoNiCuZnO_5导电性能的影响

分别以Li_2CO_3和MnO为Li源和Mn源,采用高温固相烧结的方法,合成了Li、Mn掺杂的MgCoNiCuZnO_5高熵金属氧化物(High-entropy oxides,HEOx)材料(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)_(0.95)Li_(0.05)O_(0.975)和(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)_(0.95)Mn_(0.05)O。并与未掺杂的HEOx进行对比,研究了Li和Mn两种不同金属元素对HEOx材料的相结构和导电性能的影响。交流阻抗的研究结果表明,Li、Mn掺杂后HEOx导电性明显提高,同时,紫外-可见-近红外吸收光谱表明三种材料都表现出半导体特性,其带隙宽度为1.2～1.7eV,并且Li、Mn掺杂后HEOx的直接带隙变小,Li-HEOx为1.23eV,Mn-HEOx为1.38eV。     

Ce-C共掺SnO2导电性能和力学性质的第一性原理研究

AgSnO2触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO2导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO2触头的使用寿命。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂以及共掺杂SnO2的导电性能和力学性质的理论计算。通过超晶胞结构优化后的能量计算,得到了超晶胞的晶格常数、掺杂形成能、能带结构、态密度、弹性常数和德拜温度。结果表明：通过掺杂后的带隙值减小,增加了杂化轨道,能够提高SnO2的导电性能以及改善SnO2的脆韧性,从而改善AgSnO2触头的成型和使用寿命。相对于Ce、C单掺杂,Ce-C共掺杂时的电子有效质量减小,并且带隙宽度变窄,Ce-C共掺杂SnO2的导电性能更好,硬度的改善更大。     

第一性原理计算α-Al2O3电子结构及力学性能

利用密度泛函理论的第一性原理方法,采用CASTEP程序包对α-Al2O3的能带结构、电子态密度及弹性常数进行了计算,计算结果表明:α-Al2O3能隙约为6.8 eV;Al3+和O2-之间存在明显的电子转移现象,电子分布具有明显的定域性,但由于极化或杂化现象,Al-O键主要为离子键和少量共价键,α-Al2O3表现出过渡型化合物的特点;α-Al2O3的体积弹性模量为254.253 GPa,剪切模量为157.911 GPa.     

Y-W掺杂AgSnO2触头材料电性能理论分析

AgSnO2作为电接触材料，电寿命低于AgCdO材料，为了提高AgSnO2材料的导电性，对SnO2材料进行掺杂研究。利用第一性原理，通过原子替代的方法，分别用Y、W元素单掺SnO2以及共掺的形式，将SnO2中的Sn元素以16.7%的比例进行原子替换，计算掺杂后SnO2的晶格参数、能带结构、态密度和电荷布居。结果表明：掺杂后的SnO2晶胞，体积增大。通过能带和态密度分析得出，单掺与共掺之后的材料导带底部和价带顶部均向费米能级靠近，共掺之后Y的4d轨道使导带宽度变窄，Y的4d轨道和W的5d轨道同时作用，形成杂质能级，帮助电子跃迁，导电性增强。共掺后原子的成键方式改变，新生成Y-O键和W-O键。共掺后的材料比单掺更能增加SnO2的导电性，为之后AgSnO2触头材料的研究提供了理论依据。     

泥质化蚀变型锂辉石矿选别工艺研究

锂辉石矿发生蚀变以后，选别处理过程中存在泥化严重、可浮性差的难题。采用传统的闭路浮选流程处理Li2O品位为1.05%的此类矿石，难以获得较为理想的指标，锂精矿Li2O品位仅为3.12%，Li2O回收率为43.61%。为此，本文介绍一种全开路锂辉石矿选别工艺，通过改变中矿走向，获得Li2O品位3.83%，Li2O回收率48.19%的锂精矿。之后锂精矿经反浮选除杂，最终Li2O品位可以达到4.58%。     

非金属(C、N、S、P)掺杂对锐钛矿TiO2性质影响的第一性原理研究

利用 Materials studio软件建立了锐钛矿原胞模型,采用非金属C、N、S、P置换TiO₂中O的方式进行掺杂,建立TiO1.X 0.125 (2×1×1)(X 为 C、N、S、P)超晶胞,采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的Castep 软件包对锐钛矿TiO₂和TiO 1.875 X 0.125 的能带结构、态密度和光学性质进行分析。结果表明:非金属掺杂锐钛矿TiO₂的带隙值较锐钛矿TiO₂均减小,分别为0. 57eV (TiO 1.875 C 0.125 )、1. 93 eV ( TiO 1.875 N 0.125 )、1. 30 eV ( TiO1.875 S 0.125 ) 和 0. 21 eV(TiO 1.875 P 0.125 ),并且光吸收边界均出现了不同程度的红移( TiO1.875 P 0.125 > TiO 1.875 C 0.125 >TiO 1.875 S 0. 125 > TiO1.875 N0.125 )。 非金属(C、N、S、P)掺杂均会窄化锐钛矿 TiO 2 的禁带宽度且使能带变得致密,C、P 掺杂材料的价带和导带均向低能量区偏移,而N、S 掺杂材料的导带出现负移,价带偏移不明显。由于C-2p、N-2p、S-2p、P-3p 轨道与 O-2p 和Ti-3d 轨道的不同程度杂化耦合,禁带中不同位置出现了不同数量的杂质能级,进而形成新的可见光吸收区,并且可捕获价带电子,延长光生电子和空穴的复合时间,有利于提高光催化效率。其中,C和P掺杂锐钛矿TiO 2的带宽较窄、带隙值较小、红移程度高,在可见光区光催化活性较高。     

重色浮联合选矿工艺回收某花岗岩型锂辉石中的锂

我国锂资源消耗量逐年攀升,而国内矿石型锂资源品位较低,卤水型锂资源开发难度较大,锂精矿产品难以满足国内生产需要。国外某锂辉石跳汰分选中矿作为进口锂精矿的附加产品购进,为探究其选矿 工艺,以矿石性质研究结果为基础,采用重色浮联合选矿工艺进行了选矿试验研究。结果表明：①试样中Li2O含量为3.60%,主要有价矿物为锂辉石,主要脉石矿物为长石、石英和云母。锂辉石粒度大部分在1 mm以上 ,主要脉石和连生体粒度为2 mm以上;②+0.5 mm粗粒原料在重液密度为2.85 g/cm3时,可以获得Li2O含量大于5.5%的锂辉石精矿,精矿作业回收率较高,经计算机模拟所得两段连续重介质旋流器分选预测结果与之契 合度高,工业推广可行性高;③+0.5 mm粗粒原料采用筛分分级—重悬浮液分选流程,在介质密度为2.70 g/cm3的条件下,可以抛掉产率为21.76%,Li2O品位为0.18%的重液尾矿,Li2O在重液尾矿中的金属量损失仅为 1.09%;④重液精矿经色选机分选,精矿Li2O品位由5.73%提高至6.18%,精矿质量提高一个等级,Li2O作业回收率高达89.23%;⑤色选尾矿、重液中矿和-0.5 mm矿石作为混合中矿,其Li2O品位高达2%~3.57%,以自主 研发的EL为锂辉石浮选捕收剂,经“1粗2精2扫”,最终获得Li2O品位6.53%、Li2O作业回收率91.51%的浮选精矿。全流程试验分选指标优异,有效降低了磨矿成本,具有一定工程推广应用价值。     

蒙脱石基ATO纳米核壳结构导电粉的制备

选用蒙脱石作为基体材料,SnCl4.5H2O和SbCl3为包覆材料,采用共沉淀法制备了蒙脱石基核壳结构导电粉,并对其水解pH值、保温时间、SnCl4.5H2O/SbCl3摩尔比、SnCl4.5H2O用量、焙烧温度、水解温度等影响因素进行了研究。结果表明,制备出的导电粉电阻率为1.682×105Ω.cm,颜色为浅黄色。通过对样品进行XRD、DTA、IR及激光显微镜分析,说明蒙脱石与锡锑元素进行了很好的复合,锡主要以SnO2的金红石四方结构存在,锑没有生成新相,并且掺杂后的复合导电粉具有分散性、稳定性好等优点。     

白云石电子结构及油酸钠在白云石(104)面吸附作用的分子模拟研究

基于密度泛函理论(DFT),从原子层面研究了白云石的电子结构。能带分析结果表明,白云石为绝缘体,禁带宽度为4.962 eV。Mulliken电荷布居分析结果表明,Mg原子在3s、2p轨道失电子,电子数为6.29,失去1.71个电子;Ca原子在3s、4d轨道失电子,电子数为8.6,失去1.4个电子;白云石中Mg、Ca均为电子供体。Mulliken键布居分析结果表明,白云石中C-O1的布居值最大,具有较强的共价性,原子之间作用最强;O1-O1 和 O2-O2的布居值相同,表现出较弱的反键作用;O2-Mg成反键状态,表现出较弱的离子性;O-Ca表现出极弱的成键作用。电荷密度分析可知,Ca,Mg和O原子附近电荷密度较高,原子附近活性较高,容易发生物理化学反应,因此浮选过程中较易发生药剂吸附的位点为Ca,Mg和O位点。分子动力学模拟结果表明,油酸钠可以克服白云石表面H2O分子和H+的阻碍吸附在白云石矿物表面,亦即浮选体系中脂肪酸类捕收剂油酸钠可以克服水分子或氢离子在白云石表面形成的水化层,从而对白云石进行捕收。     

铜熔炼中熔炼温度对伴生元素分配行为的影响

利用已开发的伴生元素在铜冶炼过程中分配行为的计算机模型，对铜熔炼过程进行了计算机模拟，并模拟研究了熔炼温度对伴生元素镍、钴、锡、铅、锌、砷、锑和铋在造硅酸铁炉渣和铁酸钙炉渣的铜冶炼体系中的分配行为的影响。研究表明：无论是硅酸铁炉渣体系，还是铁酸钙炉渣体系，挥发性的伴生元素锡、铅、锌、钾、锑和铋等在气相中的分配率均随熔炼温度的升高而明显增大。     

锡盐共沉淀法净化铜电解液工艺研究

采用锡盐共沉淀法从铜电解液中脱除砷、锑、铋,考察了锡价态、反应温度、锡用量、反应时间和溶液酸度等因素对杂质脱除效果的影响。结果表明,硫酸浓度174.04 g/L、铜浓度48.14 g/L、砷浓度16.54 g/L、锑浓度96.77 mg/L、铋浓度44.24 mg/L的电解液中加入锡盐,当净化条件为Sn(Ⅳ)/As质量比1.0、温度80 ℃、搅拌速度500 r/min、反应时间30 min时,As、Sb和Bi脱除率分别达到82.54%、86.63%和98.39%,而Cu和Ni损失率均小于0.2%。     

湿法炼锌渣中铟铋锡的分离回收

采用浸出-溶剂萃取方法处理湿法炼锌渣,分离回收其中的In, Bi和Sn.用4.5mol/ L H2SO4浸出2h,浸出液用TBP萃取Sn,用P204萃取In,浸出渣再用3mol/L HCl 溶液浸出 Bi. 用钢板从溶液中置换Bi,获得海绵铋,Bi>97%.用铝板从反萃液中置换Sn和In得到海绵锡和海绵铟,海绵锡含Sn99%,三种金属的回收率都在90%以上.     

四川某锂多金属矿综合回收试验研究

对四川某锂多金属矿进行了选矿试验研究。针对该矿石的性质,采用"重—磁—浮"联合流程,获得了品位(TaNb)2O549.55%、Ta2O5回收率59.02%、Nb2O5回收率65.54%的钽铌精矿和品位52.16%、回收率80.04%的锡精矿以及品位5.53%、回收率72.68%的锂精矿。试验结果表明,该工艺合理可行,选矿指标较为理想,实现了资源的综合回收利用。     

霍西煤田不同密度煤中常微量元素地球化学特征

以霍西煤田灵石矿区10号煤不同密度煤样为研究对象,采用原子荧光光谱法(AFS),X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等方法测定样品的常、微量元素质量分数;运用数理统计方法分析了煤中常微量元素在不同密度煤中的分布规律,并探讨了不同密度煤中微量元素的赋存特征。研究结果表明,霍西煤田10号煤为中-高硫煤,有机硫含量较高。煤中Mo,Cd,Sb,U和As属超富集元素;Li,W,Pb和Bi为富集元素。微量元素Li,Bi,Tl,Sb,As,Mo,Pb,Cd,U,Th和Hf的含量随样品密度的增大均呈现不同程度的递增趋势;Be变化平稳,W表现为先递增后降低的分布特征。元素Mo,U,Sb,Cd和Bi主要以硅酸盐(黏土)矿物吸附态存在;Pb和As与硫化物矿物有关;Si,Ti,Li和Th具有磷酸盐和铝硅酸盐亲和性;Sr和Y偏于碳酸盐亲和性和硅酸盐亲和性;Hf和Zr主要赋存于矿物中;Be和W具有较强的有机亲和性。