基于XRF与RBF神经网络的锌浸出渣有价组分精准定量分析研究

锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75%以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大。然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证,因此对浸出渣关键资源组分的精准定量分析在锌冶炼行业绿色发展方面具有重大意义。该研究以Zn,Cu,Pb,Cd和As五种目标元素为分析对象,分别采用XRF工作曲线法和XRF结合RBF神经网络模型的方法对浸出渣目标元素定量分析,以相对误差、相对标准偏差作为两种方法的评价指标,对两种方法进行分析比较。首先采用标准添加法对工业现场采集的锌浸出渣配制浓度梯度样,并以此为标准化样品进行ICP-OES检测,随后将ICP-OES检测结果作为目标元素定量分析基准值,对浓度梯度样品进行X射线荧光光谱（XRF）检测,建立目标元素工作曲线,利用工作曲线对各目标元素进行定量分析。同时用XRF光谱数据构建输入矩阵、样品目标元素浓度构建输出矩阵,训练RBF神经网络来构建浸出渣中目标元素多元定标模型,并用此模型实现浸出渣样品目标元素预测。工作曲线法定量分析结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为8.5%,标准偏差均值为4.0%;RBF神经网络预测结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为0.18%,标准偏差均值为0.58%。结果表明,两种方法均能实现浸出渣样品目标元素的定量分析,但XRF结合RBF神经网络的方法能够对浸出渣样品进行精准定量分析和基体校正,分析结果准确性和精密度优于传统工作曲线分析方法。     

西门子反应器中硅棒热电行为数值模拟与分析

改良西门子法制备多晶硅过程中,化学气相沉积所需能量全部由电流加热硅棒提供.本文考虑多晶硅还原炉中辐射和对流热量传递形式,耦合频率控制的焦耳电加热方程,建立了12对棒多晶硅还原炉热场-电磁场耦合模型,并通过工业数据验证了其模拟结果的合理性.分析了硅棒半径、交流电频率以及反应器壁发射率对西门子还原炉内、外硅棒内部温度及电流密度分布的影响.结果表明:当硅棒半径增长到所用交流电频率引起的趋肤深度时,交流电趋肤效应开始显著影响硅棒内部温度梯度;交流电频率的增大,硅棒内部温度梯度逐渐减小;反应器壁发射率增加,低频时硅棒内部温差增大,而高频时发射率对硅棒内部温度分布影响不再显著.     

Al/Pb-0.2%Ag阳极在氟离子和硫酸体系中的电化学行为

为了研究铝基铅银合金阳极在含氟离子和硫酸的体系中电化学行为,对含银0.2%的铝基铅银合金阳极(Al/Pb-0.2%Ag)分别在不同氟离子(F^-)和硫酸浓度下进行循环伏安测试和恒电流极化曲线进行了测试。 结果表明,F^-浓度升高时,对阳极表面单质铅氧化成二价铅以及二价铅氧化成四价铅有抑制作用,对四价铅还原为二价铅有抑制作用,但是对二价铅还原为单质铅有促进作用;此时析氧反应受阻,氧化成膜反应将被促进;硫酸浓度升高时,阳极上面铅的氧化和还原程度均先增大后减小;硫酸浓度为20 g/L、F^-浓度0.1 g/L时阳极的氧化成膜和析氧反应最为有利。     

利用小角度X射线散射测定八水氧氯化锆中锆结构

利用小角度X射线散射（SAXS）测量八水氧氯化锆溶液中锆的存在形式,结果表明锆在溶液中大部分是以多聚体形式存在,尤其是酸度极易对锆的聚合度产生影响。研究了八水氧氯化锆浓度、加热处理、放置时间及HCl浓度等因素对锆在溶液中存在形式的不同影响：以0.0~5.0 mol·L^-1 HCl为溶剂,配制10~300 g·L^-1的氧氯化锆溶液,并考虑对溶液分别进行加热和长时间放置处理。对所配溶液进行了SAXS测试,利用Guinier方程计算了溶液中粒子的回转半径(R_g),同时利用求解最小封闭圆柱体问题的CYLview软件对溶液中锆的不同多聚体结构进行模拟计算,得到不同结构的理论R_g;通过比较R_g的实验值和计算值,确认不同条件锆液中锆粒子存在的主要形式。结果表明锆存在形式受酸度、浓度等多个因素的影响,尤其HCl的浓度是影响锆液中锆多聚体聚合度的关键;当不添加HCl时,低锆浓度溶液中锆的聚合度相对较高。     

钠基固体电解质及其在能源上的应用

由于以钠基固体电解质为核心的新型钠电池体系具有低成本和高安全性,在能源领域应用潜力巨大。高离子电导率和稳定性是钠基固体电解质应用于新型钠电池体系的前提。近年来,人们通过对制备方法改进和掺杂改性等方面的研究显著提高了钠基固体电解质的离子电导率和稳定性。此外,新型钠电池体系亟需解决固体电解质与电极间的界面接触性差和界面稳定性差等问题。本文首先总结了β″-Al₂O₃、NASICON型、硫化物类和聚合物类钠基固体电解质的研究进展,然后介绍了钠基固体电解质在以钠-硫电池,有机/水混合系钠-空气电池和全固态钠离子电池为代表的新型钠电池体系中的应用情况,并对界面问题和采取的解决策略进行系统论述。基于固体电解质的新型钠电池体系在能源上的大规模应用还需要电池材料、界面和电池设计等多方面的研究同时突破。     

沉积温度和生长停顿对离子束溅射生长Ge/Si多层膜的影响

采用离子束溅射技术生长了一系列Ge/Si多层膜,研究了沉积温度和生长停顿对Ge/Si多层膜结晶性和界面结构的影响.通过对Raman峰峰位、峰强度比值和X射线小角衍射等方面的研究,发现综合控制沉积温度和生长停顿能够得到结晶性和界面都相对理想的多层膜.这为改善Ge/Si多层膜的离子束溅射生长提供了一种有效的方法.     

Ti阳极上电沉积制备Pb-聚丙烯腈-碳化钨复合镀层及其电化学性能

通过在酒石酸钾钠体系中加入聚丙烯腈（PAN）、碳化钨（WC）和PbO固体颗粒,在Ti阳极上电沉积制得Pb-PAN-WC复合镀层。 主要研究了电沉积工艺条件(电流密度、温度等)对Pb-PAN-WC复合镀层沉积速度及析氧动力学参数的影响。 在ZnSO4-H2SO4体系中测定的阳极极化曲线表明,最佳工艺条件及固体颗粒加入量为：电流密度1.5 A/dm2,温度35 ℃,15 g/L的PAN,40 g/L的WC。 通过和纯铅镀层的阳极极化曲线和析氧动力学参数对比可知,Pb-PAN-WC复合镀层的电化学性能优于纯铅镀层。     

微波辅助合成Ru(Ⅱ)配合物及其自组装多层膜

运用微波辅助合成技术制备得到对称性钌(Ⅱ)配合物,对该配合物进行了¹H NMR,ESI-MS和TG分析.该钌配合物两端对称的磷酸基团可通过共价键作用组装到纳米铟锡金属氧化物导电玻璃(Indium Tin Oxides,ITO)表面,使ITO表面呈现亲水性.利用锆离子作为桥梁成功组装了钌多层膜,并对该多层膜进行了循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)及紫外-可见吸收光谱法(Ultraviolet-visible absorption spectrometry,UV-Vis)等光电化学分析,实验结果表明层层自组装过程中膜沉积均匀,在0.53 V出现可逆的氧化还原峰,在300~600 nm的紫外可见区域出现强且宽的吸收峰,表明该钌配合物具有优良的光电性能.     

Zn(Ⅱ)在锌电极上的电沉积机理

在Zn(Ⅱ)-NH₄Cl准中性体系中,采用循环伏安法(CV)研究了Zn²⁺在锌电极上的反应方式, 通过计时电流法(CA)研究了Zn²⁺沉积的成核方式, 利用交流阻抗谱(EIS)考察了不同过电位时Zn²⁺沉积的阻抗行为。结果表明:Zn²⁺的电沉积是一个不可逆电极反应, 以两步骤单电子串联的方式进行, 第一步为速控步;电极反应的电荷传递系数与锌电极的表面结构有关。在恒电位条件下, 体系中锌电极上Zn²⁺的结晶近似于三维瞬时成核方式。Zn²⁺的沉积经历了覆盖、吸附成膜、大量晶核形成等过程, 该过程随着控制电位的负移由电化学极化过渡到电化学极化-浓差极化混合控制阶段。最后给出了Zn²⁺在锌电极上电沉积过程的机理。     

稀土掺杂纳米TiO_2的研究进展

在过去的几十年里,TiO_2纳米晶因为禁带较宽,对387.5 nm以下的紫外光有很强的吸收能力,光生载流子复合率高、无毒、廉价,且化学稳定性好等优点已在光电器件、光通信和环境等领域广泛的研究和应用。然而TiO_2因没有连续的或者丰富的能级来提供发光、发光性质单一等缺点限制了TiO_2的应用。本文总结了近几年稀土掺杂TiO_2纳米晶发光材料的研究工作,回顾了稀土掺杂TiO_2纳米晶的制备方法以及其在光电器件、光通信、光催化等方面的研究进展,并就稀土掺杂TiO_2研究中存在的问题和发展进行了思考和展望。