废锌锰电池制备锰锌铁氧体共沉淀粉料研究

以废锌锰电池为主要原料,辅以少量的菱锰矿和废铁屑,经同时浸出、初步除杂、深度净化和共沉淀等过程,制备出纯度高、配比接近PC30铁氧体配方且混合均匀的共沉淀粉料。实验结果表明在浸出温度80~95℃、搅拌速度120~180r/min、酸用量为理论用量的1.2~1.4倍和浸出时间3.0~4.0h的条件下,铁、锰和锌的浸出率分别为92.02%、96.14%和98.34%;共沉淀粉料中铁、锰和锌的平均含量分别为41.41%、13.92%和4.49%,推算出Fe∶Zn∶Mn=69.2∶23.3∶7.5。完全符合PC30对粉料的要求。本研究既为高档锰锌软磁铁氧体的制备创造了很好的前提条件,同时对废锌锰电池的高价值资源化利用具有重要的现实意义。     

用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体的研究

用水热法以废旧锌锰电池为原料对制备锰锌铁氧体进行了研究。探索了制备过程的影响因素,如水热反应的pH值、水热温度及水热时间等。结果表明,在溶液的pH值为10,水热温度为210℃,水热时间为2～24h时,均能有效制备无杂相的锰锌铁氧体;提高反应温度和延长反应时间,均有利于锰锌铁氧体的晶化过程。研究还发现,加入铁粉是一个既能高效除汞,又能制备高性能锰锌铁氧体的关键所在。      

废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体初级溶浸工艺的研究

研究利用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体磁性材料,在初级溶浸工艺中浸取条件对溶浸效果的影响。采用混酸并结合添加草酸作为还原剂来溶浸废旧锌锰电池中的有效成分,考察液固比、温度以及时间等条件对电池有效成分浸出效果的影响以及电池中汞的形态转化和分布情况。结果表明:40℃时采用体积比为3∶1的HCl、HNO3组成混酸在液固比为4.6,添加草酸并控制其用量为理论用量的120%,溶浸时间在12h以上的情况下,采用两步溶解的方法可得到很好的效果,锰、锌、铁、镍的回收率可达到99%甚至100%,铜的回收率达到90%以上,废旧电池中各种形态的汞转化为Hg2+进入到浸液中,对汞的回收做到很好地集中控制。     

磁性纳米复合物对水中亚甲基蓝的吸附及其机理

利用正硅酸乙酯水解在磁性纳米锰锌铁氧体表面包裹SiO₂,制备了一种新型“核/壳”结构磁性纳米复合物材料Si-Fe-MNCs.采用N₂-吸附脱附法、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和傅利叶变换红外技术(FT-IR)分别对Si-Fe-MNCs的织构性能、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,该磁性材料对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能,318K时平衡吸附量在40.31~184.1mg/g之间,120min可达吸附平衡,符合准二级动力学方程.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,热力学计算结果表明Si-Fe-MNCs对亚甲基蓝的吸附是以表面物理吸附为主的自发吸热过程,红外结果表明氢键是Si-Fe-MNCs表面官能团与亚甲基蓝之间的主要作用力.Si-Fe-MNCs采用H₂O₂进行再生,5次循环使用后,对MB的平衡吸附量仍可维持在93.64mg/g.     

磁性MZF@SiO2对水中Pb(Ⅱ)的吸附

为提高吸附剂固液分离性能,以锰锌铁氧体Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4为磁核,利用正硅酸乙酯水解制备了核壳结构磁性吸附剂Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4@SiO_2(MZF@SiO_2),以水中重金属Pb(Ⅱ)作为探针分子,研究了其吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学,并通过Zeta电位、FT-IR红外光谱及X射线光电子能谱,对吸附机理进行了研究.结果表明,吸附动力学数据符合准二级动力学模型,Freundlich方程能更好地描述吸附等温行为;MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程,MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附机理为静电作用、阳离子交换和配位作用.MZF@SiO_2可采用0.01 mol·L-1硝酸进行再生.     

核桃壳磁性活性炭的制备及条件优化

以农业废弃物核桃壳为原料,用Fe Cl_3和Zn Cl_2作为活化剂,在500℃马弗炉中采用高温煅烧活化法制备核桃壳磁性活性炭。对核桃壳的热解温度进行分析,同时对制备出来的磁性活性炭进行粒度表征,并测定官能团。核桃壳磁性活性炭制备的最佳条件为:活化时间为120 min,活化温度为500℃,m(核桃粉)∶m(Fe Cl_3)∶m(Zn Cl_2)为20∶1∶10,液固比为2∶1。经测定,核桃壳磁性活性炭比表面积为3 266.50 m~2/g,粒度主要分布在0.50~1.00μm,核桃壳磁性炭表面具有CO键、C—H键并负载有磁性物质Fe_3O_4。     

废旧锌锰电池生物淋滤-水热法制备纳米锰锌铁氧体

以氧化硫硫杆菌(A.thiooxidans)和氧化亚铁钩端螺旋菌(L.ferrooxidans)为混合淋滤菌株对废旧锌锰电池进行了生物浸提,并以获取的淋滤液为前驱体,采用水热法制备出系列锰锌铁氧体软磁材料(Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4,x=0.2~0.8);结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEMEDX)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)等表征手段对制备材料的结构、形貌、磁学性能和稳定性进行分析.结果表明,在5%固液比(质量体积比,5 g/100 mL,以下均表述为"5%固液比")下,经过5 d的外源酸调控生物浸提,分别获得了84.5%、63.2%的Zn、Mn浸出效率;当Zn∶Mn∶Fe=0.4∶0.6∶2.0(物质的量比,即x=0.4)时,制备的纳米级Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4性能最优,属纯相的立方尖晶石结构,颗粒分布均匀,饱和磁化强度(M_s)、剩余磁化强度(M_r)和矫顽力(H_c)分别为68.9 emu·g~(-1)、4.7 emu·g~(-1)和53.6 Oe,具有热稳定性和耐酸碱性,有望成为一种新型的水处理磁性材料.     

活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及去除水中酸性橙Ⅱ的研究

为获得同时具有优良的吸附特性和磁分离性的吸附材料,把活性炭和铁氧化物进行复合,得到活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料.吸附饱和后,用简单的磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来.用共沉淀法制备了活性炭与铁氧化物质量比分别为3∶2和3∶1的磁性复合吸附材料,并用磁强计、BET比表面测定仪、XRD和扫描电镜对其进行了表征.考察了制备温度对复合吸附材料磁性的影响,研究了磁性复合材料吸附去除水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的动力学、等温线及pH的影响.结果表明,不同温度条件下制备的复合吸附材料均有良好的磁性能,铁氧化物的存在对其比表面或者孔结构影响不大;活性炭铁氧化物磁性复合吸附材料对偶氮染料酸性橙Ⅱ的吸附动力学和吸附等温线也表明铁氧化的存在对活性炭的高吸附能力没有影响.     

微波消解-ICP-OES联合测AZ61镁合金中Zn、Mn、Al的不确定度分析

目的研究AZ61镁合金中合金元素成分分析过程中的不确定度因素,以提高分析结果的准确性。方法采用微波消解仪消解样品,以电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定AZ61镁合金中锌、锰、铝元素的含量。分析测试过程中产生不确定度的因素,并且进行评定和计算。结果采用微波消解-ICP-OES法测定镁合金中锌、锰、铝元素的含量时,测量不确定度主要由样品溶液稀释、移液枪、标准曲线以及测试的重复性引起,AZ61镁合金主要的合金成分为锌(1.1270%±0.0433%)、锰(0.1797%±0.0064%);铝(6.4468%±0.2029%)。结论对分析过程中产生的不确定度因素进行分析及评定,可以确保分析结果的可靠性以及准确性,从而更好地控制镁合金的性能,提高镁合金的装备环境适应性。     

镍锌铁氧体的表征及在肝素提取废水处理中的应用

通过共沉淀法制备了镍锌铁氧体(Ni0.5Zn0.5Fe2O4),FT-IR、SEM、XRD、BET等技术表征后发现,此铁氧体是一种纳米级铁磁性颗粒,平均粒径27.53 nm,其结构疏松多孔且比孔径和表面积均较大。当其用处理肝素提取废水时,发现具有很强的吸附能力,不仅存在表面吸附而且存在磁性吸附,这种吸附能很好地促进废水中污染物的去除,实验发现其处理过程主要分2个过程:污染物先被吸附,然后其中有机物被添加的过氧化氢氧化;无机物、金属离子被笼络到铁氧体的晶格中后通过絮凝过滤而去除,处理后的废水中含盐量去除率在92%以上。UV-Vis分析发现镍锌铁氧体对此种废水的处理能使废水中的特征吸收峰明显降低;它也能促进过氧化氢的氧化,高于芬顿试剂的氧化效果:能使吸收在296 nm处的物质彻底消除。