新能源电池材料
NASICON型Na1+xZr2SixP3-xO12固态电解质及其钠金属电池研究进展
许希军1，林见烽1，罗雄伟1，赵经纬2，霍延平1
作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0275
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度实现了商业化。然而，有限的锂资源限制了其广泛应用。钠离子电池展现出与锂离子电池相似的电化学特性，并且钠盐资源更加丰富，因此受到了广泛关注。目前，钠离子电池使用的是有机电解液，这存在一系列安全隐患，如漏液和燃烧等，采用固态电解质可以有效解决这些问题。然而，电解质的离子电导率仍有待提升，且材料制备的一致性及与电极间的界面阻抗问题限制了其广泛应用。针对离子电导率的问题，总结分析了不同价态离子取代的影响。针对存在的界面问题，从正极、负极两侧分析了现有Na1+xZr2SixP3-xO12电解质的界面改性方法。最后，对Na1+xZr2SixP3-xO12电解质的发展方向进行了展望，有望推动固态钠离子电池的发展。
关键词：钠离子电池；固态电解质；Na1+xZr2SixP3-xO12；离子电导率；界面修饰
引用格式：许希军，林见烽，罗雄伟，等.NASICON型Na1+xZr2SixP3-xO12固态电解质及其钠金属电池研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（11）：1-14，38.
Citation：XU Xijun，LIN Jianfeng，LUO Xiongwei，et al.Recent progress of NASICON-type Na1+xZr2SixP3-xO12 solid electrolyte for sodium metal batteries［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：1-14，38.
卤化物固态电解质研究进展与展望
万 峰，闫迎春，范壮军
作者简介：
通讯作者：范壮军，男，博士，合肥综合性国家科学中心研究员，博士生导师，获国家万人计划领军人才，科技部科技创新领军人才，龙江学者特聘教授，泰山学者特聘教授等荣誉称号；E-mail：fanzhj666@163.com。《无机盐工业》编委。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0077
摘 要：全固态锂金属电池具有安全性能好、能量密度高等优势，被认为是下一代高性能高安全储能电池技术的发展方向。开发先进的固态电解质是实现全固态锂电池发展的关键，卤化物固态电解质具有高室温离子电导率、宽电化学窗口及良好的正极界面稳定性等优势，受到了相关学者的广泛关注。概述了卤化物固态电解质的分类、制备方法及离子传输机制，较为深入地阐述了其湿度稳定性及界面稳定性问题，归纳了目前所采用的解决策略及在全固态锂金属电池中实际的应用，并提出了卤化物固态电解质现阶段面临的挑战和未来发展方向，这将有助于推动卤化物固态电解质的进一步发展。
关键词：卤化物固态电解质；晶体结构；传输机理；稳定性；电化学性能
引用格式：万峰，闫迎春，范壮军.卤化物固态电解质研究进展与展望［J］.无机盐工业，2024，56（11）：15-29.
Citation：WAN Feng，YAN Yingchun，FAN Zhuangjun.Research progress and prospect of halide solid electrolytes［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：15-29.
钠离子电池煤基硬碳负极材料的研究进展及产业化挑战
许 有，马路祥，海春喜，董生德，许 琪，贺 欣，潘稳丞，高亚文，谌 炬，孙艳霞，周 园
(
作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0151
摘 要：钠离子电池在智能电网和储能领域有着广泛的应用，但由于负极材料不可逆容量大、氧化还原电位高、循环性能差等因素限制了其发展。硬碳材料，尤其是煤基硬碳负极材料，因其较大的层间距、短程碳微晶结构、低成本、丰富的资源及较低的工作电位等优势，被认为是最具潜力的钠离子电池负极材料，但其存在容量较低、循环性能差、除杂困难等问题。因此，综述了钠离子电池煤基硬碳负极材料的重要性及煤基硬碳的制备与改性方法，阐述了活化、杂原子掺杂、预氧化、复合碳和机械球磨等改性策略对其电化学性能的影响。最后，提出产业化挑战中面临的问题及相应解决方案，并展望了煤基硬碳负极材料的研究方向。
关键词：钠离子电池；负极材料；煤基硬碳；改性策略；产业化挑战
引用格式：许有，马路祥，海春喜，等.钠离子电池煤基硬碳负极材料的研究进展及产业化挑战［J］.无机盐工业，2024，56（11）：30-38.
Citation：XU You，MA Luxiang，HAI Chunxi，et al.Research progress and industrialization challenge of coal-based hard carbon anode materials for sodium ion batteries［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：30-38.
采用两步固相法配合表面活性剂制备LiMn0.7Fe0.3PO4/C正极材料的研究
马镰仁1，2，3，谢红艳1，2，3
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作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0235
摘 要：磷酸锰铁锂复合材料能够兼具磷酸铁锂和磷酸锰锂优点，得到较高的能量密度，但锰铁比过高反而会降低材料的离子电导率和电子电导率。为了提高电导率并降低材料阻抗，采用表面活性剂油酸辅助的两步固相方法，制备了粒径较小、孔隙分布均匀且碳包覆薄厚均匀适中的LiMn0.7Fe0.3PO4/C正极材料（LFMP/C-3）。循环充放电测试表明，该材料在1C下放电比容量为119.6 mA·h/g，循环100次后为102.8 mA·h/g，循环效率为88.87%。经倍率测试得出，在 0.1C、0.5C、1C、2C、5C 和 10C 倍率下的平均放电比容量分别为 141.08、132.70、128.44、105.86、89.10、83.40 mA·h/g，在之后的0.1C倍率下仍能恢复到开始5次的平均水平。循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）测试表明，LFMP/C-3样品具备较小的极化程度、最低的电荷转移阻抗（139.75 Ω/s1/2）和较高的锂离子扩散系数（1.46×10-14 cm2/s）。结果表明，油酸的加入可获得良好的形貌特征，从而促进锂离子的脱嵌，提高材料的离子电导率和电子电导率，提高磷酸锰铁锂正极材料的电化学性能。
关键词：LiMn0.7Fe0.3PO4/C；碳包覆；固相法；电化学；正极材料
引用格式：马镰仁，谢红艳.采用两步固相法配合表面活性剂制备LiMn0.7Fe0.3PO4/C正极材料的研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：39-44.
Citation：MA Lianren，XIE Hongyan.Study on preparation of LiMn0.7Fe0.3PO4/C cathode materials by two-step solid-phase method with surfactant［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：39-44.
氟掺杂对LiMn0.8Fe0.2PO4/C正极材料电化学性能的影响
刘佳盛1，2，罗晓强2，侯翠红1，薛灵伟2
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作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0054
摘 要：随着新能源汽车和锂离子电池的普及和推广，磷酸锰铁锂材料作为锂离子电池正极材料，其电化学性能亟待进一步优化。在诸多磷酸锰铁锂改性手段中，阴离子位取代的研究较少。LiF作为掺杂剂，通过F-取代PO43-部分氧位的改性方法可提高磷酸锰铁锂的电化学性能。以Li2CO3、LiF、MnCO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4和蔗糖为原料，通过高温固相法制备LiMn0.8Fe0.2PO4-XF2X/C（X=0.003、0.005、0.01、0.02）材料，并研究了不同氟掺杂量对LiMn0.8Fe0.2PO4/C正极材料电化学性能的影响。结果表明，氟的掺入仅对LiMn0.8Fe0.2PO4/C的晶格参数有轻微的改变，而对粒径影响不大；在电化学方面，氟掺杂使LiMn0.8Fe0.2PO4/C具有良好的可逆容量和倍率性能，LiMn0.8Fe0.2PO3.99F0.02/C表现出最高的初始容量和最佳的倍率性能，0.1C和5C倍率下的放电比容量分别为155.1 mA·h/g和128.6 mA·h/g。相较于未掺杂的LiMnFePO4，LiMn0.8Fe0.2PO3.99F0.02/C在1C下循环500次后容量保持率从73.3%提高到96.1%。
关键词：电化学性能；磷酸锰铁锂；正极材料；氟掺杂
引用格式：刘佳盛，罗晓强，侯翠红，等.氟掺杂对LiMn0.8Fe0.2PO4/C正极材料电化学性能的影响［J］.无机盐工业，2024，56（11）：45-50.
Citation：LIU Jiasheng，LUO Xiaoqiang，HOU Cuihong，et al.Effects of fluorine doping on electrochemical behavior of LiMn0.8Fe0.2PO4/C cathode materials［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：45-50.
退火处理对汽车电池用储氢合金相结构与电化学性能的影响
胡文娟1，2，申小中1，2，王汝佳3，路 露1，2，邹联力4
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作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0003
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：为了提升汽车电池负极用储氢合金的电化学性能，对铸态Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金进行了850~1 050 ℃保温4 h的退火处理，并对比分析了铸态和退火态储氢合金的相结构、微观形貌和电化学性能（充放电曲线、压力-组成-温度曲线、循环曲线、极化曲线和倍率放电曲线）。结果表明：铸态和低温（850、900 ℃）退火态Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金主要由CaCu5型相、Ce2Ni7/Gd2Co7型相和Ce5Co19型相组成；950 ℃及以上温度退火态储氢合金由Ce2Ni7型相和Ce5Co19型相组成，Ce2Ni7型相丰度在退火温度为950 ℃时取得最大值。退火态储氢合金的最大放电容量（Cmax）均高于铸态储氢合金，且随着退火温度的升高，退火态储氢合金的Cmax先增加后减小，在退火温度为950 ℃时取得最大值（372.6 mA·h/g）。随着退火温度的升高，Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能先升高后降低，在相同放电电流密度下，950 ℃退火态 Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能最佳。Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能主要由氢扩散系数（D0）控制，通过调整退火温度可以获得电化学性能良好的Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金，适宜的退火温度为950 ℃。
关键词：Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金；退火温度；相结构；显微形貌；电化学性能
引用格式：胡文娟，申小中，王汝佳，等.退火处理对汽车电池用储氢合金相结构与电化学性能的影响［J］.无机盐工业，2024，56（11）：51-58.
Citation：HU Wenjuan，SHEN Xiaozhong，WANG Rujia，et al.Effect of annealing temperature on phase structure and electrochemical performance of hydrogen storage alloys for automotive batteries［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：51-58.
钠离子电池煤基硬碳负极材料的研究进展及产业化挑战
刘 娟，蒋庆来，张月异
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作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0115
摘 要：钴酸锂具有高达274 mA·h/g的理论容量，是最早商业化的锂离子电池正极材料之一。然而，钴酸锂层状结构在高电压下的不稳定性使其实际充电电压很难超过4.45 V（vs.Li），这大大限制了其容量发挥。针对上述问题，采用小半径铝离子与大半径锌离子共掺杂的方法来提升钴酸锂正极材料在高电压下的结构稳定性。通过高分辨透射电子显微镜及X射线衍射证明了Al-Zn共掺杂可增大钴酸锂晶面间距；扫描电镜-元素分布分析证明了Al-Zn的均匀掺杂；电化学阻抗谱证明了共掺杂对界面副反应的抑制作用。结果表明，通过调控晶体结构和界面副反应，可以有效增强高电压下钴酸锂的电化学稳定性。通过软包金属锂电池的组装发现，Al-Zn共掺杂的钴酸锂正极材料在4.6 V充电截止电压、0.2C倍率下，充放电比容量可达218.8 mA·h/g，循环600次后容量保持率可达83.3%，且其综合电化学性能远高于铝掺杂及未改性的钴酸锂正极材料。
关键词：锂离子电池；钴酸锂；高电压；共掺杂；正极材料
引用格式：刘娟，蒋庆来，张月异.4.6 V高电压钴酸锂正极材料Al-Zn共掺杂研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：59-64.
Citation：LIU Juan，JIANG Qinglai，ZHANG Yueyi.Study on Al-Zn co-doping of 4.6 V high voltage lithium cobalt oxide cathode materials［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：59-64.
Co替代Ni对汽车电池用La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金电化学性能的影响
彭卫锋1，施 卫2
(
作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0625
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：采用磁悬浮熔炼炉制备了铸态La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金，研究了Co含量对La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明，不同 Co 含量的La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金主要由LaNi5相、Ce5Co19相、Pr5Co19相和CeNi2相组成，La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金中x值增大（Co含量增加）会促使Ce5Co19相向Pr5Co19相转变，且当x=1.05时储氢合金中LaNi5相含量最小。随着x值增大，储氢合金的放氢平台先减小后增大、最大储氢量先增大后减小、第100次充放电后的容量保持率（S100）先增大后减小，当x=0.15时储氢合金的最大放电容量和S100取得最大值，分别为352.39 mA·h/g和81.29%。随着La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金中x值从0.65增加至2.25，储氢合金电极的交流阻抗逐渐增大，交换电流密度逐渐减小，氢扩散系数先增大后减小并在x=1.05时取得最大值，电流密度为300、600、900 mA/g时的高倍率放电性能均逐渐减小。结果表明，交换电流密度是决定La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金电极高倍率放电性能的关键因素。
关键词：Co含量；La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金；相结构；微观形貌；电化学性能
引用格式：彭卫锋，施卫.Co替代Ni对汽车电池用La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox储氢合金电化学性能的影响［J］.无机盐工业，2024，56（11）：65-71.
Citation：PENG Weifeng，SHI Wei.Effect of Co replacing Ni on electrochemical performance of La0.8Mg0.2Ni3.8-xCox hydrogen storage alloy for automotive batteries［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：65-71.
综述与专论
溶解氧海水电池海洋环境适应性研究进展
张若天1，张 辰1，吕 伟2，高津京3，凌国维1，4
作者简介：
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0056
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：海洋能源供应是海洋水下探测网络的“心脏”。溶解氧海水电池是为大规模水下观测系统与海洋开发设备提供能源的重要选择。由于其开放结构设计，溶解氧海水电池的电化学性能和运行稳定性容易受到复杂海洋环境的影响。介绍了溶解氧海水电池的工作原理和应用领域，系统阐述了影响溶解氧海水电池输出性能及稳定性的几种主要海洋环境因素。系统总结了温度、溶解氧浓度、杂离子毒化、海水腐蚀及海洋生物污损等主要海洋环境影响因素对溶解氧海水电池的影响机制，并探讨了当前的控制策略。最后，展望了溶解氧海水电池电极材料设计及全电池器件改进的研究方向，为进一步推动溶解氧海水电池在实况海洋环境中的应用提供思路。
关键词：溶解氧海水电池；海洋环境；电极材料
引用格式：张若天，张辰，吕伟，等.溶解氧海水电池海洋环境适应性研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（11）：72-80.
Citation：ZHANG Ruotian，ZHANG Chen，Lü Wei，et al.Research progress on adaptability of dissolved oxygen seawater batteries in marine environment［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：72-80.
接力催化CO2制备高附加值化学品中催化剂的研究进展
冯 晴，王延苏，周 微，刘 洋，孙彦民，南 军
作者简介：冯晴（1989— ），女，硕士，工程师，研究方向为多孔材料；E-mail：fengqing0707@126.com。。
通讯作者：周微，女，博士，研究方向为碳资源综合利用；E-mail：362200922@163.com。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0404
摘 要：全球工业化快速发展导致二氧化碳（CO2）的过度排放，继而引发日益严峻的“温室”效应，利用CO2催化转化为高附加值化学品，可实现碳资源的循环利用和节能减排。随着CO2热催化转化研究的不断深入及接力催化体系的构建，研究人员在CO2接力催化制备高附加值化学品的研究中不断取得新的科研成果。总结了近期CO2制备低碳烯烃、芳烃及含氧碳氢化合物的接力催化反应中各类催化剂的结构特点、接力催化反应机理及催化性能特点，详细分析了各类金属氧化物与不同分子筛结合形成的双功能催化剂在反应中的所起的作用，讨论了双功能催化剂上影响催化性能的关键因素。并对今后接力催化反应中双功能催化剂在活性组分结构、形貌、结合方式等方面的调整措施作出展望，以期提升CO2的转化率和目标产品的选择性。
关键词： 接力催化；二氧化碳；高附加值化学品；金属氧化物；分子筛
引用格式：冯晴，王延苏，周微，等.接力催化CO2制备高附加值化学品中催化剂的研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（11）：81-94.
Citation：FENG Qing，WANG Yansu，ZHOU Wei，et al.Research progress on catalysts for relay-catalysis of CO2 to prepare high value?added chemicals［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：81-94.
封装型丙烷脱氢催化剂的研究进展
王延苏1，2，冯 晴2，刘国柱1，于海斌2，孙彦民2，南 军2
作者简介：王延苏（1992— ），女，博士，研究方向为低碳烷烃脱氢及其机理研究；E-mail：240465911@qq.com。
通讯作者：刘国柱，男，博士，教授，主要从事高热沉燃料及应用研究领域。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0190
摘 要：丙烷脱氢制丙烯（PDH）是增产重要化学品丙烯的一条重要技术路线。PDH反应作为结构不敏感型反应，C—H活化仅需单个金属或金属-氧位点即可发生；而其C—C活化的竞争反应则需要在聚集态的金属或氧化物位点上才能发生，因此PDH催化剂的开发策略大多是通过限域效应或金属载体强相互作用等构筑亚纳米尺度的脱氢活性中心以提高催化性能。近年来，利用分子筛孔道的限域效应构筑稳定的亚纳米尺寸活性位成为了近年来PDH领域的研究热点。首先对分子筛封装金属物种材料进行归纳分类，介绍了合成策略，并讨论了金属物种进入分子筛微孔内部的定性和定量的表征方法；然后总结了分子筛封装型金属催化剂包括贵金属催化剂及非贵金属催化剂应用于PDH反应的最新合成研究进展，同时介绍了其催化机理和结构-性能构效关系；最后提出了目前分子筛封装金属催化剂在丙烷脱氢工艺中的局限性和未来发展方向，以期为丙烷脱氢催化剂的制备提供新的思路。
关键词：丙烷脱氢；分子筛；封装；限域效应；贵金属；非贵金属
引用格式：王延苏，冯晴，刘国柱，等.封装型丙烷脱氢催化剂的研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（11）：95-104.
Citation：WANG Yansu，FENG Qing，LIU Guozhu，et al.Advances in encapsulated catalysts for propane dehydrogenation［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：95-104.
二氧化碳逆水煤气变换的研究进展
侯章贵，吴冲冲，张斯然
作者简介：侯章贵（1973— ），男，博士，教授级高工，主要研究方向为化学工程与工艺；E-mail：houzhg2@cnooc.com.cn。
通讯作者：吴冲冲（1989— ），女，博士，高级工程师，主要研究方向为低碳技术开发；E-mail：wuchch6@cnooc.com.cn。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0445
摘 要：逆水煤气变换（RWGS）反应，通过催化二氧化碳与氢气的反应，成为生成甲醇、低碳烯烃、芳烃、汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤。深入剖析了RWGS反应的两大机理：氧化还原机理和中间体机理。同时，对近年来RWGS反应的研究进展进行了详细综述，对应用于该反应的催化剂进行了系统的分类、分析和总结。这些催化剂涵盖了负载型金属催化剂、氧化物催化剂（混合氧化物、尖晶石和钙钛矿）及碳化物催化剂。此外，还对RWGS的工业应用进行了分析，并对RWGS反应的发展进行了展望。RWGS可耦合石脑油脱氢芳构化技术、乙苯脱氢制备苯乙烯技术、低碳烷烃脱氢制烯烃技术、二氧化碳捕集技术及合成电子燃料技术等实现二氧化碳资源化利用。这不仅为开发制备新型RWGS反应催化剂提供了理论依据和指导，也为未来RWGS反应的应用场景提供了可行的思路和参考。
关键词：逆水煤气变换；催化剂；反应机理；二氧化碳
引用格式：侯章贵，吴冲冲，张斯然.二氧化碳逆水煤气变换的研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（11）：105-115.
Citation：HOU Zhanggui，WU Chongchong，ZHANG Siran.Research progress of CO2 conversion via Reverse Water-Gas Shift reaction［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：105-115.
研究与开发
三元体系Li+（K+），Rb+∥Cl--H2O 288.2 K固液相平衡研究
（1.成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都 610059；2.青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木 816000）
作者简介：杨博（2001— ），女，博士研究生，研究方向为相平衡与相图；E-mail：yangboc413@126.com。
通讯作者：曾英，女，博士，教授；E-mail：zengyster@163.com。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0049
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：为了获取锂铷、钾铷共存氯化物体系在288.2 K时各盐结晶规律，采用等温溶解平衡法开展了三元体系Li+，Rb+∥Cl--H2O和K+，Rb+∥Cl--H2O在288.2 K下的固液相平衡研究，测定了溶解度、平衡液相的物化性质（密度、折射率），采用Schreinemakers湿渣法、X-ray粉晶衍射法、扫描电子显微镜-能谱仪等表征手段鉴定了共饱点处平衡固相组成，并绘制了相应的相图。结果表明：三元体系Li+，Rb+∥Cl--H2O在288.2 K时为简单体系，无复盐或固溶体生成，且RbCl的结晶相区大于LiCl·2H2O。三元体系K+，Rb+∥Cl--H2O在288.2 K时为复杂体系，有固溶体（K，Rb）Cl生成且结晶相区最大，对比该体系在288.2、298.2、348.2 K时的多温相图发现，三个温度下均有固溶体（K，Rb）Cl生成，且固溶体（K，Rb）Cl结晶相区始终最大；随着温度升高，KCl、RbCl结晶相区变大，（K，Rb）Cl结晶相区变小。采用经验方程计算了两个体系平衡溶液的密度、折射率，计算结果与实验值吻合较好，最大相对误差小于0.02。
关键词：相平衡；氯化锂；氯化钾；氯化铷；固溶体
引用格式：杨博，马珍，曾英，等.三元体系Li+（K+），Rb+∥Cl--H2O 288.2 K固液相平衡研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：116-122.
Citation：YANG Bo，MA Zhen，ZENG Ying，et al.Study on solid-liquid phase equilibria in ternary system of Li+（K+），Rb+∥Cl--H2O at 288.2 K［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：116-122.
硫酸法和氯化法钛白初品表面性能和分散性能研究
全远霞1，全学军1，柯良辉2，李 礼1
（1.重庆理工大学化学化工学院，四川重庆 400054；2.攀钢集团钒钛资源股份有限公司，四川攀枝花 617000）
作者简介：全远霞（1997— ），女，硕士研究生，材料与化工；E-mail：2407025687@qq.com。
通讯作者：李礼（1984— ），女，博士，高级工程师，材料化工；E-mail：chenlili@cqut.edu.cn。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0596
摘 要：钛白粉初品的水润湿分散性对无机包膜及应用性能至关重要。鉴于硫酸法和氯化法钛白初品表面性质的不同，对其进行钛白粉分散性的差异性能研究。对比分析了两种钛白粉浆料的黏度、粒度分布和Zeta电位差异，采用SEM、FT-IR、XPS、TG及表面接触角测量等方法对不同初品进行了形貌和结构表征。结果表明，在相同的浓度、pH、分散剂及其投加量条件下，硫酸法初品相较于氯化法初品在打浆后的黏度更低，Zeta电位的绝对值更高。XPS、TG及表面能的分析结果均表明，硫酸法初品具有更多的表面羟基和更高的表面能，因此更容易被水润湿和分散，展现出更优的分散性能。此外，在分散剂A质量分数为0.2%、TiO2质量浓度为700 g/L条件下，硫酸法初品浆料黏度为138 mPa·s、Zeta电位为-62 mV；氯化法初品浆料黏度为4 927 mPa·s、Zeta电位为-28.4 mV，表明硫酸法初品的浆料黏度较低，分散性更好，水湿润分散性也更为优异。通过分析研究不同工艺制备的钛白初品的表面结构，建立了表面结构与水分散性之间的构效关系，这为开发高端钛白粉提供了借鉴和思路。
关键词：二氧化钛；表面羟基；分散性；黏度
引用格式：全远霞，全学军，柯良辉，等.硫酸法和氯化法钛白初品表面性能和分散性能研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：123-131.
Citation：QUAN Yuanxia，QUAN Xuejun，KE Lianghui，et al.Study on surface characteristics and dispersion properties of titanium dioxide base particles by sulfate and chloride processes［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：123-131.
水系锌锰电池电解液的电导性质研究
(沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳 110142）
作者简介：秦野（1981— ），男，博士研究生，副教授，目前研究方向为液流电池及电解液；E-mail：qytime@163.com。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0013
摘 要：作为水系锌锰电池的重要组成部分之一，电解液不仅是离子传输的载体，更是参与电化学反应的活性物质，对于提升电池循环寿命和功率密度等性能具有重要影响。研究电解液的热力学性质有助于在不同工作条件下确定最优电解液的组成和质量摩尔浓度，优化电池设计，提升电池的性能。目前，已有对VOSO4电解质水体系的研究，但仍缺乏对MnSO4电解质的相关研究。在283.15~318.15 K条件下，测量了质量摩尔浓度为0.001~0.1 mol/kg的硫酸锰稀溶液电导率。应用Fuoss法和Shedlovsky法，获得了［MnSO4］0离子对的极限摩尔电导率（Λ0）和解离常数（Kd）。与其他二价金属离子相比，计算结果较为可靠。根据Kd与温度的经验方程进行拟合，计算得到解离过程的热力学函数，并深入分析Mn2+和SO42-在解离过程中与水分子的水化作用。［MnSO4］0离子对解离的关键步骤是水分子被固定在Mn2+的水化层周围，使体系秩序性增强的过程。该研究为分析锰电解液中离子作用结构，优化电解液性能提供基础理论支撑。
关键词：电导率；摩尔电导率；解离常数；水系锌锰电池；电解液
引用格式：秦野，刘畅，韩松，等.水系锌锰电池电解液的电导性质研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：132-138.
Citation：QIN Ye，LIU Chang，HAN Song，et al.Study on conductivity of electrolyte in aqueous Zn-Mn battery［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：132-138.
放电等离子烧结细晶0.8PMN-0.2PT陶瓷的介电性能
(1.郑州职业技术学院，河南郑州 450121；2.郑州工程技术学院，河南郑州 450044）
作者简介：李磊（1972— ），男，博士，副教授，研究方向为无机非金属材料；E-mail：lilei20031010@126.com。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0173
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：铌镁酸铅-钛酸铅［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3，PMN-PT］陶瓷是一种典型的驰豫铁电体。为了研究晶粒尺寸对PMN-PT陶瓷介电性能的影响，采用两步固相反应法合成了0.8PMN-0.2PT粉体，使用放电等离子烧结技术在不同温度下制备0.8PMN-0.2PT陶瓷，并分析了陶瓷的晶体结构、微观形貌和介电性能。结果表明：采用两步法能得到纯0.8PMN-0.2PT粉体，其晶粒尺寸约为0.36 μm；当烧结温度为1 100 ℃时，采用放电等离子烧结技术可以得到晶粒细小的纯 0.8PMN-0.2PT 陶瓷，晶粒尺寸约为 0.69 μm，密度为 8.02 g/cm3，但是其介电常数较低，最大值为12 708，介电-顺电转变峰为一个较宽的峰，且随频率增加，介电-顺电转变温度（Tc）向高温方向移动，呈现典型的弛豫特性。此外，在频率为1×102~2×106 Hz时，随温度升高，介电常数和介电损耗都升高。因此，采用放电等离子烧结法可以得到细晶致密且介电常数较高的0.8PMN-0.2PT陶瓷。
关键词：铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷；两步反应法；放电等离子烧结；细晶；介电性能
引用格式：李磊，李岳磊，刘邦先.放电等离子烧结细晶0.8PMN-0.2PT陶瓷的介电性能［J］.无机盐工业，2024，56（11）：139-144.
Citation：LI Lei，LI Yuelei，LIU Bangxian.Dielectric properties of fine?grained 0.8PMN-0.2PT ceramics prepared by spark plasma sintering［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：139-144.
环境·健康·安全
超滤+纳滤双膜法处理铁法磷酸铁生产废水的研究
黄昭杰1，赵晓旭1，王海涛1，常 娜2，张国欣3，解永磊4，尹延梅4，路 娜4，王 威1
［1.天津工业大学环境科学与工程学院，天津 300387；2.天津工业大学化学工程与技术学院，天津 300387；3.天津工业大学纺织科学与工程学院，天津 300387；4.世韩（天津）节能环保科技有限公司，天津 300384］
作者简介：黄昭杰（1998— ），男，硕士研究生，研究方向为工业废水处理；E-mail：h1518280882@163.com。
通讯作者：王威（1990— ），讲师，研究方向为膜技术及应用；E-mail：wangwei2018@tiangong.edu.cn。
通讯作者：路娜（1983— ），高级工程师，研究方向为锂电行业废水零排放及资源化利用；E-mail：lunar@shihan-china.cn。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0058
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：以铁粉和磷酸为原料的磷酸铁生产工艺因其废水排放量小、环保压力小逐渐成为主流的磷酸铁生产工艺。为进一步实现清洁生产、回收利用磷酸的目的，研究了“超滤+纳滤”双膜处理系统对磷酸铁生产工艺废水进行深度处理的可行性，并考察了进水压力、温度对纳滤膜分离性能的影响。结果表明：采用“超滤＋纳滤”的集成工艺处理以铁粉和磷酸为原料的磷酸铁生产废水，超滤产水化学需氧量（COD）的去除率为72%，固体悬浮物（SS）的去除率为79%，纳滤对各金属阳离子的截留率均在96%以上，且磷酸渗透双膜效果较好，磷酸的截留率在5%以内，最终通过纳滤滤过液能得到净化后的磷酸，实现磷酸的回用；运行中的超滤预处理能够显著减轻纳滤膜污染，并提升纳滤膜的清洗效果，延长了纳滤膜使用寿命。此外，通过单因素实验得出纳滤的最佳操作条件为：进水压力为0.4 MPa、温度为30 ℃。该研究结果为实现磷酸铁生产废水的磷酸资源化回用奠定了技术基础，具有较好的推广前景。
关键词：磷酸铁；超滤；纳滤；回收磷酸；膜污染
引用格式：黄昭杰，赵晓旭，王海涛，等.超滤+纳滤双膜法处理铁法磷酸铁生产废水的研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：145-150.
Citation：HUANG Zhaojie，ZHAO Xiaoxu，WANG Haitao，et al.Study on ultrafiltration+nanofiltration double membrane treatment of iron process iron phosphate production wastewater［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：145-150.
电解锰渣对熟石灰-矿渣体系硫酸盐激发性能研究
倪 栋1，唐 亮2，何兆益2，王 健1，裴姗姗3，夏 磊4
（1.交通运输部公路科学研究所，公路交通环境保护技术交通运输行业重点实验室，北京 100088；2.重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074；3.匈中双语学校，布达佩斯 1158；4.长安大学材料科学与工程学院，陕西西安710064）
作者简介：倪栋（1982— ），男，副研究员，主要研究方向为水环境与固体废物资源化利用；E-mail：d.ni@rioh.cn。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0153
摘 要：电解锰渣（EMR）作为一种工业固体废弃物，含有大量重金属、氨氮及硫酸盐，对环境与人体健康造成巨大危害。为解决这一问题，利用EMR富含硫酸盐的特点，将其作为硫酸盐激发剂，研究了EMR对熟石灰-矿渣体系硫酸盐激发效果、水化机理、微观结构与污染物固化机理的影响。抗压强度、XRD及SEM-EDS测试研究表明，EMR对熟石灰-矿渣体系的激发效果较好，其最佳配比为：质量分数为50%的EMR、质量分数为46%的矿渣、质量分数为4%熟石灰，3、7、28 d抗压强度分别为15.55、27.44、44.52 MPa，相比未加EMR的熟石灰-矿渣体系，3、7、28 d抗压强度分别提升了1.65、1.80、1.97倍。在EMR激发下，熟石灰-矿渣体系的水化产物包括AFt（钙矾石）、C-（A）-S-H（水化硅铝酸钙），并且这些水化产物之间相互交织形成致密网络结构；而熟石灰-矿渣体系的主要水化产物是C-（A）-S-H，且其界面区域缝隙较大。EMR-熟石灰-矿渣体系水化过程中释放的OH-及形成的水化产物AFt、AFM（单硫型水化硫铝酸钙）、C-（A）-S-H能够对EMR中的重金属、氨氮进行离子置换、吸附、封裹与沉淀，最终使该体系浸出毒性满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的排放标准。
关键词：电解锰渣；工业固废；硫酸盐；水化机理；重金属
引用格式：倪栋，唐亮，何兆益，等.电解锰渣对熟石灰-矿渣体系硫酸盐激发性能研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：151-157.
Citation：NI Dong，TANG Liang，HE Zhaoyi，et al.Study on sulfate activation performance of electrolytic manganese residue in hydrated lime⁃slag system［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：151-157.
催化材料
蜂巢状LaVO4/Bi2O3异质结光催化降解盐酸四环素的研究
左广玲1，2，王明辉1，2，彭云颖1，杜 佳1，2，叶红勇1，2
（1.南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳 473000；2.河南省工业微生物资源与发酵利用重点实验室，河南南阳 473000）
作者简介：左广玲（1979— ），女，硕士，副教授，研究方向为纳米功能材料；E-mail：zuoguangling2009@163.com。
通讯作者：叶红勇（1978— ），男，硕士，副教授，研究方向为光催化功能材料；E-mail： yehongyong2016@163.com。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0149
摘 要：为提升Bi2O3的光催化活性，采用溶剂热和水热法制备了 LaVO4/Bi2O3复合材料。利用多种手段对LaVO4/Bi2O3的结构、形貌和性能进行了表征与分析，并以盐酸四环素（TCH）作为降解对象，考察了该复合材料的光催化活性。研究结果表明，LaVO4紧密负载在Bi2O3表面，形成Z型异质结，这种结构能有效促进光生载流子分离，从而显著提高LaVO4/Bi2O3的可见光催化活性。LaVO4/Bi2O3复合催化剂具有蜂巢状形貌，这种形貌显著提升了催化剂的比表面积，并有利于反应物分子的吸附、扩散和运输。LaVO4/Bi2O3对 TCH 的降解效果优于 Bi2O3和 LaVO4，当LaVO4质量分数为5%时，复合催化剂的光催化活性及稳定性最好。在可见光照射3 h后LaVO4/Bi2O3对TCH的降解率可达86.32%，4次循环后对TCH的降解率仍然可达到76.58%，说明其理化性能稳定，能够长期循环使用。淬灭实验表明，LaVO4/Bi2O3降解TCH过程中的主要活性物种为·OH和·O2-。本研究为提升Bi2O3的光催化活性及有效去除水体中的TCH提供了一种新思路。
关键词：Bi2O3；LaVO4；蜂巢；光催化；盐酸四环素
引用格式：左广玲，王明辉，彭云颖，等.蜂巢状LaVO4/Bi2O3异质结光催化降解盐酸四环素的研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：158-164.
Citation：ZUO Guangling，WANG Minghui，PENG Yunying，et al.Study on hnoneycomb?like LaVO4/Bi2O3 heterojunction for photocatalytic degradation of tetracycline hydrochloride［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：158-164.
Cs/SiO2-ZrO2催化丙酸甲酯与甲醛缩合反应性能研究
［1.北京石油化工学院新材料与化工学院，北京 102617；2.恩泽生物质精细化工北京市重点实验室，北京 102617；3.中海油化工与新材料科学研究院（北京）有限公司，北京 102209］
作者简介：杜海岗（1998— ），男，硕士生，研究方向为工业催化；E-mail：Mrdu000@163.com。
通讯作者：姚志龙（1971— ），男，博士，研究员，硕士生导师，研究方向为工业催化；E-mail：yaozl@bipt.edu.cn。
Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0114
开放科学（资源服务）标志识码（OSID）
摘 要：丙酸甲酯与甲醛缩合制备甲基丙烯酸甲酯（Methyl Methacrylate，简称MMA）是目前较清洁的工艺路线，其关键在于高性能催化剂的开发。采用共沉淀法和初湿浸渍法制备了SiO2-ZrO2复合氧化物和Cs/SiO2-ZrO2催化剂，通过XRD、Raman、ICP-OES、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对其理化性质进行了表征，并将其与催化丙酸甲酯和甲醛的缩合反应的性能进行关联，研究载体表面酸碱性对Cs/SiO2-ZrO2催化剂缩合反应活性的影响。结果表明：SiO2质量分数的增大有利于促进SiO2-ZrO2复合氧化物中m-ZrO2向t-ZrO2的转变以及t-ZrO2晶型的稳定；引入Cs2CO3可使其结构和表面酸碱性位点分布发生改变。催化剂表面弱碱性位点是适宜的活性中心，具有较高催化活性的催化剂表面弱碱性和总碱性位点数量存在一个最优区间，其中中强碱位点的降低和酸性位点的消除有利于催化活性的提高；在 0.2 MPa、370 ℃和质量空速为 1.0 h-1的条件下，质量分数为60%的SiO2和质量分数为10%的Cs2CO3组成的10Cs/60SiO2-40ZrO2催化剂具有最佳催化性能，对丙酸甲酯的转化率和目标产物甲基丙烯酸甲酯的选择性分别可达30.77%和97.89%。
关键词：甲基丙烯酸甲酯；羟醛缩合；复合氧化物；SiO2-ZrO2；丙酸甲酯
引用格式：杜海岗，王兴永，孙培永，等.Cs/SiO2-ZrO2催化丙酸甲酯与甲醛缩合反应性能研究［J］.无机盐工业，2024，56（11）：165-174.
Citation：DU Haigang，WANG Xingyong，SUN Peiyong，et al.Study on condensation performance between methyl propionate and formaldehyde cata-lyzed by Cs/SiO2-ZrO2［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（11）：165-174.
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微信编辑│项 莉
责任编辑│王老师
监 制│邢淑建
资讯来源：无机盐工业
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