LiNi0.05Mn1.95O4的合成及对Li+的离子交换动力学

用溶胶-凝胶法合成出尖晶石结构的LiNi0.05Mn1.95O4,用0.5 mol·L-1过硫酸铵对其进行改型,制得锂离子筛LiNiMn-H.LiNiMn-H对Li+的饱和交换容量达5.2 mmol·g-1.用缩核模型(Shrinking-Core Model)处理该离子交换的反应动力学数据得到LiNiMn-H吸附Li+时离子交换反应的控制步骤是颗粒扩散控制(PDC),同时得到了该实验条件下锂离子筛LiNiMn-H吸附Li+的动力学方程和颗粒扩散系数De.     

三维有序大孔锂离子筛的制备及其交换性能研究

由110 nm聚苯乙烯(PS)微球组装晶体胶体模板,并用此模板合成三维有序大孔(3-dimensionally ordered macroporous,3DOM)锂离子筛前驱体Li4Ti5O12,用1.0 mol.L-1的盐酸改型制得锂离子筛H4Ti5O12(LiTi-H)。用XRD、SEM、饱和交换容量、pH滴定曲线等表征了材料的形貌、结构和离子交换性能。同时测定了25℃时LiTi-H在0.05 mol.L-1Li+体系吸附锂的动力学数据,并采用吸附动力学Bangham方程和Elovich方程关联离子筛LiTi-H对Li+的离子交换动力学数据。结果表明:PS胶体晶体模板和3DOMLi4Ti5O12锂离子筛前驱体均排列规则有序,大孔直径约90 nm,Li4Ti5O12为尖晶石结构;3DOM Li4Ti5O12酸稳定性好,锂离子筛LiTi-H对Li+具有较高的选择性,对Li+的饱和交换容量达56.70 mg(Li+).g-1;动力学模型用Elovich模型关联较好,离子筛对Li+的离子交换动力学方程是Q=-26.510 4+11.977 4lnt(25℃)。     

无机离子交换剂Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4对Li 的交换选择性实验

利用共沉淀,固相反应热结晶法,合成具有尖晶石型的复合金属氧化物Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4。具有尖晶石型结构的物质,可以插入大量的替代离子并且改变自身锂和氧的化学计量数,与此同时,还保持了结构的稳定。这种特性能够使得它们被用于离子交换研究,用来满足提取锂的需求。通过检测该复合氧化物的饱和交换能力值,分配系数值等,从而确定出该物质具体特性。实验表明,经过酸化的Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4,其Mg2 的抽出比率能够达到72%,Mn4 和Ti4 的溶解比率低于8.2%。实验分析得出,Li 能够从无机离子交换剂Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4中抽出以及插入,主要是归因于离子交换机理。被酸化的样品对Li 有一个10.6mmol?g-1的离子交换能力,并且对Li 还具有记忆性的离子筛性能。     

LiNi0.05Mn1.95O4的合成及其对Li+的离子交换热力学

以乙酸锂、乙酸锰和乙酸镍为原料, 采用溶胶-凝胶法合成出掺镍的尖晶石型锂锰氧化物LiNi0.05Mn1.95O4. 用0.5 mol·L-1的过硫酸铵对其进行酸改性后制得锂离子筛(记作LiNiMn-H). 经测定LiNi0.05Mn1.95O4在酸改性过程中Mn2+的溶出率仅为0.31%(w, 质量分数), LiNiMn-H对锂离子的饱和交换容量达5.29 mmol (36.72 mg) Li+/g 离子筛. 测定了15、25、35、45 ℃ LiNiMn-H 在H+-Li+体系吸附锂的离子交换等温线, 并利用Pitzer 电解质溶液理论计算出该离子交换体系的活度系数, 得到H+-Li+交换的平衡常数Ka, △Gm、△Hm和△Sm等热力学参数. 结果表明, Ka随温度的升高而降低, LiNiMn-H对Li+的选择性大于原来可交换阳离子(H+)的选择性, 吸附锂的过程是自发过程(△Gm<0), 该离子交换反应是放热反应.     

LiNi0.05Mn1.95O4的合成及其对Li+的离子交换热力学

以乙酸锂、乙酸锰和乙酸镍为原料,采用溶胶-凝胶法合成出掺镍的尖晶石型锂锰氧化物LiNi0.05Mn1.95O4.用0.5 mol·L-1的过硫酸铵对其进行酸改性后制得锂离子筛(记作LiNiMn-H).经测定LiNi0.05Mn1.95O4在酸改性过程中Mn2+的溶出率仅为0.31%(w,质量分数),LiNiMn-H对锂离子的饱和交换容量达5.29 mmol(36.72 mg)Li+/g离子筛.测定了15、25、35、45℃LiNiMn-H在H+-Li+体系吸附锂的离子交换等温线,并利用Pitzer电解质溶液理论计算出该离子交换体系的活度系数,得到H+-Li+交换的平衡常数Ka,△Gm、△Hm,和△Sm等热力学参数.结果表明,Ka随温度的升高而降低,LiNiMn-H对Li+的选择性大于原来可交换阳离子(H+)的选择性,吸附锂的过程是自发过程(△Gm＜0),该离子交换反应是放热反应.     

工艺参数对o-LiMnO2相纯度及Li1.6Mn1.6O4合成的影响及作用（英文）

以MnSO4,KMnO4及LiOH为原料,经水热处理后得到LiMnO2,再由固相焙烧得到尖晶石相Li1.6Mn1.6O4,酸洗处理后得到锂离子筛。研究了水热温度,氧气和MnO4-/Mn2+的物质的量之比(nMnO4∶nMn^2+)对所得LiMnO2的组成及相应前驱体Li1.6Mn1.6O4酸处理中Mn溶损率的影响。开路电势测量及化学分析表明,氧气会参与反应。若按照理论氧化剂用量nMonO4∶nMn^2+=1∶4进行水热反应会导致杂质Li2MnO3和LiMn2O4的生成。若控制水热温度为160℃,nMnO4∶nMn^2+=1∶6时可得到纯相正交LiMnO2(o-LiMnO2)。所得离子筛在高镁锂比盐湖卤水中Li+吸附容量可达42.87 mg·g^-1,且对Li+具有优异的选择吸附性并遵循化学吸附过程。经过5个循环后吸附容量保持在37.21 mg·g^-1,锰溶损率降至0.34%。     

弱碱性阴离子交换树脂的再生动力学

弱碱性阴离子树脂的优点是容易再生,但至今未见其再生动力学研究的报道。Hll通过光学方法观测到再生时树脂相内的动边界。从而肯定了用NaOH再生盐式弱碱性阴离子树脂是遵守层进机理的。以前的研究工作肯定了可以根据溶液中反离子浓度的变化来确定离子交换树脂的转换度,得到了适用于有限浴及离子交换剂颗粒半径保持恒定或不断随交换反应进行而变化条件下的速度表达式。适用于不同条件的由已反应层内的扩散控制的层进机理的离子交换反应的速度方程分别为: 1.无限浴及交换剂颗粒半径恒定条件下E(t)=1-3(1-X)~(2/3)+2(1-X)=6λD_eC_B~0t/(?) (1) 2.有限浴及交换剂颗粒半径恒定条件下     

偏钛酸型锂离子交换剂固相合成反应动力学

偏钛酸型锂离子交换剂固相合成反应动力学钟辉＊郭灵虹（成都理工学院应用化学系成都６１００５９）（四川联合大学分析测试中心成都）关键词偏钛酸锂，离子交换剂，合成，固相反应动力学１９９７－０８－２５收稿，１９９７－１２－１０修回四川省应用基础研究基金资助项...     

三维有序大孔尖晶石型Li1.6Mn1.6O4的制备及锂离子筛吸附特性

用LiNO3、Mn(Ac)2•4H2O和柠檬酸的混合溶液填充聚甲基丙烯酸甲酯胶体晶体模板, 在空气中氧化焙烧, 制备出三维有序大孔尖晶石型锂锰氧化物Li1.6Mn1.6O4. 前驱体经过0.1 mol/L盐酸脱锂后获得相应的三维有序大孔锂离子筛, 其大孔直径和孔壁厚度分别为240 nm和50 nm左右. XRD测试结果表明, Li1.6Mn1.6O4、锂离子筛和吸锂后的样品均保持尖晶石结构. 三维有序大孔材料呈现彼此连通的孔道空间, 缩短了Li+的平衡吸附时间, 前驱体脱锂率在80 ℃时达到95%, 而锰的溶损率在低于60 ℃时小于2.5%. 溶液温度对Li+的交换能力影响很大, 升高温度, Li+与H+的可逆交换程度增大, Li+的最大吸附容量为56.7 mg/g, 但处于锰16d八面体缺陷位置的氢难于被交换. pH滴定和分配系数(Kd)分析表明, 该固体酸在Li+, Na+和K+共存溶液中对Li+的吸附具有较高的选择性.     

柠檬酸(铵)处理对Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2电化学性能影响的研究

以共沉淀法制备的[Mn0.54Ni0.13Co0.13]1.25CO3为前驱体,配锂焙烧获得了富锂锰基固溶体Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2,然后分别用柠檬酸、柠檬酸三铵对该材料进行表面预处理。结果表明经柠檬酸(铵)处理后,Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2中分别有16.37wt%和13.14wt%的锂被化学脱出。充放电测试结果表明,表面处理后的样品首次效率有了较大的提高(由63.5%分别提高到了80.2%和80.7%),0.2C循环40次容量保持率分别由91.43%提高到97.42%和92.72%,1C容量由处理前的149.5 mAh.g-1提高到179.5mAh.g-1和181.5 mAh.g-1,表明处理后材料的循环性能和倍率性能都得到了改善。这主要是由于柠檬酸(铵)处理,预先脱出了Li2MnO3组分中的部分Li2O,并在材料表面生成了类尖晶石结构的材料。     

Li2Mg2Si4O10F2、H2Mn8O16•1.4H2O和Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3在高浓度LiCl水溶液中的离子交换行为

研究了用功能材料Li2Mg2Si4O10F2 (LHT)、H2Mn8O16•1.4H2O (CRYMO)和Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3 (LTAP)分别去除高浓度氯化锂水溶液中的杂质Fe3＋、K＋和Na＋.实验结果表明，这几种功能材料分别对溶液中的杂质Fe3＋、K＋和Na＋有很高的选择性，除杂效果明显.分析和研究了这几种功能材料在高浓度氯化锂水溶液中分别与Fe3＋、K＋和Na＋的交换行为.结果表明，在高浓度氯化锂溶液中这几种功能材料与杂质交换的动力学行为可近似用JMAK方程描述.     

Comparative Studies on Structure and Electronic Properties Between Thermal Lithiated Li_(0.5)MnO_2 and LiMn_2O_4

Monoclinic Li0.5MnO2 was synthesized by solid state reaction and the spectral and magnetic properties were studied in comparison with those of spinel LiMn2O4.The XRD pattern and Raman spectrum of Li0.5MnO2 are different from those of LiMn2O4,which indicate the different long-range and short-range crystal structure.XPS result shows the binding energies of 2p3/2 and 2p1/2 in Li0.5MnO2 are located at 642.3 and 653.6 eV,respectively.Through fitting the XPS spectra,the valence state of Mn ion in Li0.5MnO2 coincides with that in LiMn2O4.The high-temperature susceptibility of Li0.5MnO2 can be fitted by Curie-Weiss law whose Curie and Weiss constants are 33 A·m2·K/(mol·T) and-277(6) K,respectively.Although Li0.5MnO2 shows spin glass ground state,the transition temperature of Li0.5MnO2 is about 9 K lower than that of LiMn2O4.     

The origin of electrochemical activity in Li2MnO3

The electrochemical activity of Li2MnO3 in non-aqueous media has been investigated and found to involve neither Mn(4+)-Mn5+ oxidation nor simultaneous O2- removal but exchange of Li+ by H+, the latter being generated in the electrolyte.     

Formation of Nanostructured MnO/Co/Solid–Electrolyte Interphase Ternary Composites as a Durable Anode Material for Lithium‐Ion Batteries

Nanoporous MnO frameworks with highly dispersed Co nanoparticles were produced from MnCO₃ precursors prepared in a gel matrix. The MnO frameworks that contain 20 mol % Co exhibited excellent cycle performance as an anode material for Li‐ion batteries. The solid–electrolyte interphase (SEI) formed in the frameworks through the electrochemical reaction mediates the active materials, such as MnO, Mn, and Li₂O, during the conversion reaction in the charge–discharge cycle. The Co nanoparticles and SEI provide the electron and Li‐ion conductive networks, respectively. The ternary nanocomposites of the MnO framework, metallic Co nanoparticles, and embedded SEI are categorized as durable anode materials for Li‐ion batteries.     

Effect of metal-ligand bond lengths on superexchange interactions in Jahn-Teller d(4) ion systems: spin dimer analysis of the magnetic structure of marokite CaMn(2)O(4)

In marokite CaMn(2)O(4), all six Mn-O bonds of each MnO(6) octahedron are different because of the Jahn-Teller distortion so that every Mn(3+) (d(4)) ion has six different superexchange interactions with its neighboring Mn(3+) ions. The spin exchange interactions of CaMn(2)O(4) were examined on the basis of spin dimer analysis to find what geometrical parameters of the Mn-O-Mn superexchange paths control the signs and strengths of their spin exchange interactions. Our work correctly describes the magnetic structure of CaMn(2)O(4) observed from neutron powder diffraction measurements and shows that the antiferromagnetic interactions of the Mn-O-Mn paths depend primarily on the asymmetry and the Mn-O bond length of the Mn-O-Mn bridge, but not on the 90 degree angle Mn-O-Mn bond angle.     

基态Li2O＋分子的结构和势能面研究

以6-311＋＋G(d)为基函数, 采用CASSCF方法优化出Li2O＋分子的稳定构型为线形Li-O-Li (C∞V), 电子组态为2∏, 并对平衡核间距、离解能和基态简正频率进行了计算. 根据原子分子反应静力学原理, 导出了Li2O＋分子的合理的离解极限. 并运用多体展式理论方法首次导出了基态Li2O＋分子的分析势能函数, 绘出了势能等值图, 其势能等值图准确地再现了Li2O＋分子的平衡结构特征.     

LiTi2(PO4)3的Na/Li离子交换特征

锂离子传导材料LiTi₂(PO₄)₃能在LiCl水溶液中高选择性地与Na⁺进行离子交换. 研究了NaCl 溶液中LiTi₂(PO₄)₃上的Na/Li离子交换反应, 实验结果表明, 升高温度能显著提高LiTi₂(PO₄)₃上的Na/Li交换反应速率, 其离子交换动力学规律可近似由JMAK(Johnson-Mehl-Aurami-Kalmogorav)方程描述. 对LiTi₂(PO₄)₃在水和NaCl溶液中的溶解行为的研究结果表明, 升高温度能加快其在水中的溶解速率, pH值过大或过小及离子交换都会加剧LiTi₂(PO₄)₃的溶解.     

锂离子二次电池锰系正极材料

综述了锂离子二次电池锰系正极材料的研究进展，侧重于阐述尖晶石型及层状锰酸锂的制备、结构与电化学性能之间的关系。