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我国盐湖资源丰富,现已发现并探明储量的矿产元素有:钠、镁、钾、钙、硼、锂、锶、溴、碘、铷等。其中仅青海柴达木盆地蕴藏的钾、钠、镁、锂资源,潜在价值就达几万亿元之多。但是长期以来,我国对盐湖资源的开发过于片面,仅集中于单一资源的开发和利用,结果造成大量资源的流失与浪费。所以对盐湖丰产元素资源进行研究,开发高新技术功能材料,发展相关无机化工产品的深加工和高值化,对于盐湖资源综合利用,提高盐湖产业的科学技术水平具有重要意义。
本论文旨在针对我国盐湖开发利用中存在的问题,综合利用盐湖资源,开展以锂、镁、锶等盐湖丰产元素为基体的新材料研究,主要研究内容如下:
一、“盐湖卤水制备硅酸镁锂研究”,本研究通过水热合成法,直接以盐湖浓缩卤水为原料合成了球形硅酸镁锂。实验确定了最佳反应温度和反应时间,产物以XRD和TEM进行了表征。依据XRD数据,经计算得到球形颗粒粒径尺寸约为4nm,表面积约为6.5×104 m2/g。由TEM可得球形颗粒粒径尺寸在200nm以下。
二、“钛酸锶电子陶瓷材料的制备与性能研究”,采用水热合成法及燃烧法制备了钛酸锶及其掺杂和复合材料,并对产物进行了电化学性能测试。数据表明水热法合成的钛酸锶材料中高频率范围内介电常数稳定,介电损耗随着频率的增大先减小后缓慢增大,最小介电损耗为0.0462;以燃烧法合成的纯钛酸锶低频常温时的介电常数为300—350pF/cm,高频介电损耗低;燃烧法合成的ZnO-SrTiO3高频介电损耗低。
三、“燃烧法制备锂离子电池正极材料研究”,用甘氨酸燃烧法制备了LiCoO2、LiNi1/2Mn1/2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等不同组分的锂离子电池正极材料,并测试了其电学性能。实验探索了不同煅烧时间对材料的物理性能影响。实验得出最佳反应条件为:点燃温度600℃,煅烧温度800℃,最佳煅烧时间为24小时。
四、参与了盐湖研究所和青海省西部铟业有限公司合作项目“锌浸出渣回收精铟生产工艺”研究工作。本研究对锌浸渣富集铟过程进行了分析、研究,得出了最优工艺条件,提高了铟富集率,使企业获得了显著的经济效益。