国家自然科学基金(20806019)
- 作品数：13 被引量：77H指数：6
- 相关作者：袁俊生纪志永谢英惠陈建新张亮更多>>
- 相关机构：河北工业大学中国海洋大学教育部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划天津市应用基础与前沿技术研究计划更多>>
- 相关领域：化学工程理学一般工业技术天文地球更多>>
- 海水淡化副产浓海水的资源化利用被引量：19
- 2013年
- 海水淡化是解决水资源危机的有效途径之一,但其副产浓海水直接排放给海洋环境造成的影响受到高度关注,同时又由于浓海水中富含陆地紧缺的化学矿物资源,直接排放也是一种资源的浪费.本文介绍了浓海水软化、制盐、提钾、提溴、提镁、提锂、提铀,以及海水综合利用技术进展与发展趋势;首次提出了浓海水的资源化利用集成技术方案,为充分开发利用浓海水资源提供了一条有效途径.随着我国海水淡化产业迅速兴起,大力开发利用浓海水资源意义重大,前景广阔.
- 袁俊生纪志永陈建新谢英惠
- 关键词：海水淡化浓海水资源化利用钾溴锂
- 锰基锂离子筛前体及其掺杂和表面修饰进展被引量：3
- 2016年
- 锰基锂离子筛是一种极具发展前景的提锂吸附材料。对其晶体结构及影响其结构稳定性的因素进行了总结,重点讨论了阴离子、阳离子以及复合3种掺杂修饰和以包覆为主的表面修饰的研究概况;指出两类修饰可在一定程度上提高锰基锂离子筛的结构稳定性、抑制Jahn-Teller效应,进而降低Mn的溶损、提高循环应用的稳定性,但修饰未能从根本上解决离子筛提锂过程中溶损的关键问题,而且修饰元素的引入也为后续的分离带来新问题。最后,从以原子量低于锰的元素为掺杂对象和应用过程涉及的洗脱剂筛选两方面,对锰基锂离子筛的发展前景进行了展望。
- 纪志永孙步云袁俊生赵孟瑶焦朋朋
- 关键词：锂离子筛稳定性掺杂表面修饰
- 基于不同洗脱剂的单斜晶系钛基锂离子筛的制备及其吸附性能被引量：3
- 2016年
- 采用高温固相法,以碳酸锂和二氧化钛为原料合成了锂离子筛前驱体,并分别考察了0.5mol/L盐酸和0.8mol/L过硫酸钠溶液对前驱体的洗脱及产物锂离子筛的吸锂过程。结果表明,0.5mol/L的盐酸作洗脱剂,循环洗脱-吸附5次后离子筛在含锂溶液(等体积0.01mol/L LiCl和0.01mol/L LiOH混合液)中的吸锂量稳定在18mg/g左右;0.8mol/L的过硫酸钠作洗脱剂,5次循环洗脱-吸附后对锂的吸附量约为16mg/g;吸锂过程适宜用伪二级动力学模型描述,且过硫酸钠的洗脱及所得离子筛的吸附动力学性能均优于盐酸作为洗脱剂的情况;过硫酸钠作洗脱剂有助于改善单斜晶系钛基锂离子筛的动力学性能。研究结果有助于拓宽锂离子筛的制备及应用。
- 纪志永王妮袁俊生杨凤娟杨凤娟杨尚志刘晓杰
- 关键词：吸附动力学
- 斜发沸石Na^+/K^+交换过程的分子动力学模拟被引量：7
- 2009年
- 使用Materials Studio软件包中的CASTEP模块对斜发沸石(Si与Al的摩尔比为4)孔道中的Na+迁徙轨迹、水合Na斜发沸石孔道中Na+与水分子的构象、以及孔道中K+-Na+的离子交换过程进行了模拟研究。结果表明:在含有Na+的斜发沸石孔道中,由于八元环骨架中的Al/Si取代位的局部结构形变所引起晶格能量的扰动,导致Na+被吸引在该取代位;Al原子在孔道中的分布决定着孔道中Na+的分布,且孔道中的H2O有将Na+固定在沸石骨架上的趋势;由于沸石孔道中不同离子间和孔道中的阳离子与骨架上的原子间的相互作用,导致沸石孔道中K+和Na+发生离子交换,证明了斜发沸石具有优先选择K+的特性,得出的K-斜发沸石的结构参数与文献吻合较好。
- 袁俊生叶海彬石林
- 关键词：分子动力学模拟斜发沸石水合离子交换
- 水热法与溶胶-凝胶法复合制备锂离子筛前驱体膜被引量：4
- 2012年
- 以表面孔径为0.1μm的α-Al2O3陶瓷管为支撑载体,以硝酸锰和硝酸锂为主要原料,先采用水热法进行预成膜,再采用溶胶-凝胶法复合制备膜状含锂锰氧化物,利用XRD和SEM对合成产物进行表征,并进行单一气体渗透性能测试。结果表明,合成产物为膜状的锂离子筛前驱体LiMn2O4;膜的表面连续致密,没有明显的晶间孔和裂缺,膜厚度约为1μm;室温下膜对H2的渗透率为1.09×10-6 mol·s-1·m-2·Pa-1,H2/N2的理想分离因数达3.63,具有较好的选择分离性。研究结果为基于锂离子筛膜的连续化海水提锂技术开发提供了材料支撑。
- 张林栋陈晓燕纪志永袁俊生
- 关键词：水热合成溶胶-凝胶
- 水热法合成铬掺杂尖晶石型锂离子筛及其锂吸附性能被引量：6
- 2011年
- 以LiOH、H2O2、Mn(NO3)2和Cr(NO3)3.9H2O为原料,直接水热合成出具有尖晶石结构的铬元素掺杂锂离子筛前驱体,再经酸浸脱锂后得到对Li+具有选择吸附性能的掺杂型锂离子筛;采用XRD和IR研究了产物的性能,测定了离子筛在不同pH值的纯锂溶液中对锂的饱和交换容量。结果表明,在LiOH浓度为1.1mol/L,H2O2浓度为0.3mol/L,n(Mn)∶n(Cr)=20,反应温度为160℃,反应12h的条件下,得到Li(Mn0.8193Cr0.1807)2O4,其对锂的最大交换容量达到22.263mg/g,抗溶损性能较未掺杂的前驱体有显著提高。
- 周惠敏袁俊生张亮付云朋侯进
- 关键词：尖晶石型锂离子筛铬离子交换性能
- 功能分离材料在海水化学资源利用中的应用被引量：8
- 2011年
- 开发利用海水化学资源是缓解陆地矿产资源危机的有效途径,功能分离材料则是海水化学资源高效提取的关键。重点介绍了以离子交换膜、离子筛和吸附剂为代表的功能分离材料及其在海水制盐和海水提取钾、锂、铀的应用现状,并对其发展趋势进行了展望。
- 袁俊生杨利恒纪志永陈建新刘杰谢英惠
- 关键词：离子交换膜离子筛吸附剂
- 尖晶石型LiMn2O4酸洗提锂机理研究被引量：4
- 2012年
- 以高温固相法合成的尖晶石型LiMn2O4前驱体为研究对象,通过对离子筛和离子筛吸附产物的化学分析、X射线衍射图谱分析、热重分析、红外分析和滤液中锂交换量与锰损失量分析,提出并验证了离子筛和吸附产物化学组成式可由LixMn2O4(0≤x≤1)表达,其结构依然保持尖晶石结构,阐明了以盐酸为洗脱剂离子筛提锂过程的氧化还原反应机理,给出了完善的洗脱过程与吸附过程反应式。实验结果表明,洗脱和吸附过程不彻底是导致离子筛吸附量与饱和吸附量相差较大的原因,离子筛中Mn3+歧化是离子筛发生溶损的主因;提出了关于尖晶石型离子筛提锂深入研究关键问题的建议。
- 袁俊生周俊奇纪志永
- 关键词：尖晶石型LIMN2O4洗脱
- 尖晶石型锂离子筛的直接水热合成及其锂吸附性能被引量：16
- 2010年
- 采用水热合成法,以硝酸锰、氢氧化锂和过氧化氢为原料直接合成出前驱体——尖晶石型锰酸锂,再经酸浸脱锂后得到对锂离子具有选择吸附性能的离子筛。通过XRD和TEM对产物的晶相结构进行了表征,测定了离子筛材料对纯锂溶液和海水中锂的吸附容量,以及对海水中主要金属离子的选择性。结果表明,当n（锂）∶n（锰）=2.5,过氧化氢浓度为0.3 mol/L,在120℃下反应12 h时,产物几乎为纯的立方相锰酸锂晶体;前驱体晶体呈一维纳米线形态,直径为20 nm左右,长度在300~500 nm;离子筛对纯锂溶液中锂的最大吸附量达到40.23 mg/g,对海水中锂的吸附量为10.46 mg/g;离子筛对金属离子的选择吸附性顺序为：Li＋≥Ca2＋〉Mg2＋〉Na＋〉K＋,锂的分配系数（Kd,Li）达到12 836.71 mL/g,表现出对锂很高的选择吸附性。
- 张亮袁俊生付云朋于占花朱孔秀
- 关键词：尖晶石型锰酸锂离子筛水热合成锂
- 电化学提锂技术中电极材料和电极体系的研究进展被引量：6
- 2020年
- 锂及其化合物具有广泛的应用前景,锂资源需求越来越大,因此,开发能实现高储量、低品位的(浓)海水/卤水锂资源高效提取的方法具有重要意义。近年来,电化学提锂技术因其高选择性、低能耗和环境友好等特点而成为研究热点。本文针对电化学提锂技术中锂吸附电极材料的选择/制备和电极体系构建两方面的研究进展进行了归纳分析。在锂吸附电极材料的选择/制备上,基于高锂离子选择性的LiFePO4、LiMn2O4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电极被逐渐开发应用。在电极体系构建上,与具有阴离子可逆交换性能的AgCl、ZnCl2和聚吡咯对电极所构成的电极体系可避免副反应发生,能耗较低;不含其他对电极材料的“摇椅式”结构电极体系可降低电极成本,提高提锂效率。此外,指出了目前电化学提锂技术尚存在的不足,未来可从电极材料制备、提锂过程优化、装备设计三方面进行研究,以推进电化学提锂技术的发展与应用。
- 郭志远纪志永陈华艳陈华艳张帆张帆刘杰袁俊生
- 关键词：锂电化学电极材料选择性
