基于稀土分离的萃淋树脂制备与应用研究

萃取色层法被称为第二代萃取体系,相对于液-液萃取选择性分离效果更好,萃取剂溶解损失小,被应用于超高纯稀土的制备。萃取色层法的关键是萃淋树脂,决定萃淋树脂性能的关键因素是萃取剂/萃取官能团。按照萃取剂与支撑基底的作用方式不同,萃淋树脂可分为两类:一类是萃取剂通过物理作用负载在支撑物基底上,另一类则是具有萃取作用的官能团通过化学键悬挂在支撑基底上。以萃取剂/萃取官能团为主要切入点,综述了近十年来萃淋树脂的研究进展,阐述了萃淋树脂的制备方法,负载不同萃取剂/悬挂不同萃取官能团的萃淋树脂对RE3+的萃取行为、机制、饱和萃取容量及分离性能等。     

α-苯偶姻肟的绿色合成及其顺、反异构体的选择性控制与分离

报道了一种α-苯偶姻肟的合成及其顺、反异构体的分离方法.以苯甲醛为原料,双正离子咪唑盐为催化剂,通过氮杂卡宾机理合成了中间体α-苯偶姻,该方法条件温和,成本较低,环境友好,收率较高.在α-苯偶姻肟化生成α-苯偶姻肟的反应中,通过调节反应温度,得到了互为顺、反异构体的两种初产物,并采用梯度淋洗的柱层析法将两种异构体完全分离.     

Ce4+替代Pu4+的模拟固化体(Gd1-xCex)2Zr2O7+x的合成及结构演变

Gd₂Zr₂O₇中Gd具有很大的中子吸收截面, 其烧绿石结构-缺陷萤石结构的转变能较低, 使其成为理想的核废料固化基材. 使用硝酸盐为原料, 添加少量NaF作助熔剂, 在较低温度下(和传统高温固相反应相比), 合成了烧绿石型Gd₂Zr₂O₇. 以Ce⁴⁺模拟Pu⁴⁺, 研究了Gd₂Zr₂O₇对锕系核素的固化, 并合成了系列模拟固化体(Gd_1-xCe_x)₂Zr₂O_7+x (0≤x≤0.6). 采用粉末X射线衍射(XRD)对系列样品进行了表征. 结果表明: 随着x值的增大,样品从烧绿石结构向缺陷萤石结构转变, 且晶胞大小基本保持恒定, 但当x=0.6时, 衍射峰明显宽化, 晶格畸变比较严重, 晶格稳定性降低. 当x=1时, 即用Ce⁴⁺完全取代Gd³⁺进行合成, 不能得到Ce₂Zr₂O₈, 产物发生了相分离, 为四方结构的(Zr_0.88Ce_0.12)O₂和萤石结构的(Ce_0.75Zr_0.25)O₂的混合物. 模拟固化体的浸出率测试表明: 当x≤0.2时, 各元素浸出率均很低, 但当x≥0.4时, 各元素的浸出率明显升高, 说明以Gd₂Zr₂O₇作为固化Pu⁴⁺的基材, Pu⁴⁺掺入量不宜高于40%.     

锂离子电池片状四氧化三钴负极的合成及改性

采用液相沉淀法结合低温固相热解法合成了锂离子电池片状Co3O4负极.通过X射线粉体衍射(XRD)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、扫描电子显微镜(SEM)及恒电流充放电等表征手段,发现该Co3O4为立方相,结晶完整且无杂质,由直径为1.5-3.0μm、厚度约为100-300 nm的不规则片状颗粒组成,比表面积约为30.5 m2·g-1;其比容量高且容量保持率好,在0.1C倍率下,首次放电容量高达1444.5 mAh·g-1,50次循环后充电容量仍大于1100.0 mAh·g-1;但在高倍率(1C)下,50次循环后充电容量保持率仅为75.3%,倍率性能一般.故采用碳纳米管(CNTs)掺杂改性,结果表明:在1C倍率下,70次循环后复合材料充电容量保持率为96.3%;在2C倍率下,50次循环后充电容量保持率仍高达97.0%,倍率性能显著提升.     

TiO2/SiO2/γ-Fe2O3-SiO2磁性光催化剂的制备与表征

 A γ-Fe2O3-SiO2 composite was prepared by sol-gel method followed by calcination at 700 ℃ for 30 min starting from tetraethoxysilane and iron nitrate. Upon further coating with SiO2 and TiO2, a TiO2/SiO2/γ-Fe2O3-SiO2 magnetic photocatalyst was obtained. XRD results show that Fe in the composite converts to the γ-Fe2O3 phase up to a processing temperature of 700 ℃, and further increase in temperature results in the formation of the α-Fe2O3 phase. The TiO2/SiO2/γ-Fe2O3-SiO2 samples obtained are monodisperse spherical particles with 200～250 nm diameter, well coated firstly by an amorphous SiO2 layer and then by an anatase TiO2 layer. The TiO2/SiO2/γ-Fe2O3-SiO2 particles retain their magnetic property well and show high activity for the photocatalytic degradation of salicylhydroxamic acid.     

氟碳铈矿提取稀土的绿色化学进展

氟碳铈矿是稀土工业的重要原材料，目前从氟碳铈矿提取稀土主要采用酸法工艺，该工艺虽然稀土回收高，但流程长，试剂消耗长，成本较高，同时酸法产生ＨＦ及废酸碱污染环境。因此寻找低成本，低污染的绿色化学处理工艺是近几十年中人们一直努力的方向。本文系统介绍了氟碳铈矿分解工艺的发展，并着重介绍邓氯化铵法提取氟碳铈矿稀土的的新工艺。该工艺采用盐类分解并氯化氟碳铈矿，直接用水浸取回收稀土，不引入酸和碱，提高了反应选择性，减轻了稀土在稀土杂质分负荷，降低了化工材料消耗，简化了工艺，提高了回收率，是符合绿色化学要求的工艺。     

钴基双金属氧化物的制备及其在电化学储能领域的应

钴基双金属氧化物MCo₂O₄（M=Ni、Zn、Mn等）既继承了单一钴金属氧化物（Co₃O₄、CoO等）高比容量的优点,又引入了新的改性金属元素用于改善其导电性差、倍率性能不佳等缺点,是一种潜在的新型电化学储能材料。本文分类介绍了NiCo₂O₄、ZnCo₂O₄、MnCo₂O₄等钴基双金属氧化物及其复合物的现有研究（包括制备方法、形貌结构、颗粒尺寸及其电化学性能）,阐述了改性手段的可能性机理,并对钴基双金属氧化物后续研究提出了一些看法。     

二氧化铈的氯化反应机制研究

通过考察反应温度,时间及ＮＨ４Ｃｌ用量对ＣｅＯ２氯化的影响以及ＣｅＣｌ３．７Ｈ２Ｏ的热分解行为的研究,对ＣｅＯ２的氯化机制进行了探讨。结果表明,ＣｅＯ２在空气氛下采用ＮＨ４Ｃｌ氯化,在３００℃下其氯化率达到８０％左右,更高的温度反而不利于ＣｅＯ２的氯化,这主要是由于ＣｅＣｌ３．７Ｈ２Ｏ的热分解造成的。同时ＣｅＯ２的氯化并不是ＮＨ４Ｃｌ产生ＨＣｌ发生氰化,而是ＮＨ４Ｃｌ直接参与反应,生成中间化合物ＣｅＯＣｌ,然后转化为ＣｅＣｌ３．ＣｅＣｌ３．７Ｈ２Ｏ的热分解及热分析研究进一步说明了ＣｅＯＣｌ的存在,因此采用ＮＨ４Ｃｌ氯化ＣｅＯ２时,一方面应控制反应温度及反应时同,同时,过量的ＮＨ４Ｃｌ有利于ＣｅＣｌ３形成。     

先进电池关键材料循环利用现状与存在的问题

目前应用最广泛的先进电池主要有锂离子电池、氢镍电池和太阳能电池等.氢镍电池是20世纪80年代后期研制成功的高能电池,锂离子电池则是20世纪90年代初由日本索尼公司率先研制成功并投入商业生产的绿色高能电池,而太阳能电池则是近年来发展最快速的物理电源之一.     

粒径可控球形TiO2的制备

在正丙醇与水的混合溶剂体系中以Ti(SO4)2为前驱物制备得到了粒径分布窄,分散性好的球形TiO2.对表面活性剂种类及用量,反应物浓度及焙烧温度和时间等影响因素进行了研究,结果表明,在正丙醇与水的体积比为1∶1的条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,温度为70-90℃时可制得粒径分布窄、分散性好的高质量的球形TiO2颗粒.通过TG-DSC、SEM、XRD等分析表明,颗粒粒度大小及粒径分布受表面活性剂浓度和反应前驱物浓度影响大;物相间的转化主要由焙烧温度和时间来决定.并引入LaMer模型对颗粒形核、长大的过程进行理论说明.