本文關(guān)鍵詞：電子廢物中重金屬Zn、Pb的提取及制備納米粉研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,多數(shù)電子廢棄物的資源化都偏重于回收稀貴金屬如金、銀、鉑、鈀、銠以及價格較高的銅等,而價格低廉的鋅、鉛等有毒有害重金屬則得不到有效回收,極易在火法或濕法冶煉過程中進入大氣、水體以及土壤,存在嚴重的環(huán)境隱患。本文以具有低沸點、易揮發(fā)特性的鋅和鉛為研究對象,采用真空蒸發(fā)-惰性氣體冷凝法從電子廢物中制備納米鋅粉、納米鉛粉和納米一氧化鉛粉末等高附加值產(chǎn)品。主要內(nèi)容和結(jié)果如下：1、采用含有鋅、錳等雜質(zhì)的廢舊鋅錳干電池作為研究對象。在真空條件下加熱并連續(xù)通入低壓強的氮氣,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)鋅的完全蒸發(fā)分離,而且能夠制備出形貌可控的納米鋅粉。結(jié)果表明,實驗系統(tǒng)壓強、加熱和冷凝溫度、冷凝距離以及收集基底對于納米鋅粉的形成有重要影響。較高的氮氣壓強對鋅蒸氣有更好的分散作用,利于生成形貌規(guī)則的納米鋅粉；高的加熱溫度和低的冷凝溫度使得鋅蒸氣在冷凝過程中擁有更大的過飽和度,傾向于形成規(guī)則、均勻的納米鋅粉；隨冷凝距離的增加,納米鋅粉在生長過程中碰撞幾率增加,容易導致團聚體的形成；采用石英管、不銹鋼網(wǎng)和耐火纖維絲作為收集基底時,分別得到了規(guī)則六方柱、桿狀和片狀納米鋅粉。在最優(yōu)條件下,即：10000 Pa系統(tǒng)壓強、1073 K加熱溫度、473 K冷凝溫度、10-30 cm收集距離時,石英管壁上制備得到了粒徑介于100-300 nm,純度高于99%的規(guī)則六方柱納米鋅粉。2、在廢舊焊錫制備納米鉛粉的研究中,采用真空蒸發(fā)-惰性氣體冷凝法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)鉛的高效分離,同時可以制備出高分散球形納米鉛粉,坩堝中還能得到純度較高的副產(chǎn)品金屬錫。通過控制系統(tǒng)壓強、加熱溫度、冷凝溫度和冷凝距離等條件,能夠有效避免納米鉛粉之間的凝并、團聚和粒徑不均一等現(xiàn)象。結(jié)果表明,在1223 K加熱溫度、413 K冷凝溫度、1000 Pa系統(tǒng)壓強、60 cm冷凝距離以及5 cm厚管堵條件下能夠制得高分散球形納米鉛粉。在上述最優(yōu)條件下,焊錫中鉛的分離率為98.2%,鉛粉純度高于98%,粒徑為50 nm左右。3、在廢舊焊錫回收制備納米鉛粉的基礎上,進一步采用空氣作為氧化劑和載氣,氧化焊錫中的鉛和錫,分離制備一氧化鉛納米粉末,同時坩堝中的副產(chǎn)品為純度較高的二氧化錫粉末。對鉛的氧化、蒸發(fā)分離、納米一氧化鉛的形核、生長機理和影響因素做了初步探索。結(jié)果表明,納米一氧化鉛的生長過程受冷凝條件影響較大,在冷凝溫度為573 K、冷凝距離為90 cm時,所制備的納米一氧化鉛為規(guī)則片狀,厚度約為10-20 nm,長度介于150-200nm之間,寬度為100-150nm左右。在冷凝溫度373 K、冷凝距離為60 cm時制備的納米一氧化鉛為桿狀,長度約為100 nm,直徑為15nm左右。將所得到的片狀和桿狀納米一氧化鉛用于鋰電池電極的制備,片狀納米一氧化鉛制備的電池初始比容量為917.9 mAh/g,經(jīng)過100個充放電循環(huán)后,放電比容量為202.2 mAh/go桿狀納米一氧化鉛制備的電池初始放電比容量為1869.6 mAh/g,經(jīng)過100個充放電循環(huán)后,其放電比容量保持在190.2 mAh/g。以上研究的結(jié)果,可為電子廢物中Zn、Pb的高值化回收提供了理論依據(jù),為工業(yè)化應用提供了科學參考。
【關(guān)鍵詞】：電子廢棄物 真空蒸發(fā)驟冷 納米鋅粉 納米鉛粉 納米一氧化鉛
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X705;TB383.1
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 研究背景14-17
• 1.1.1 電子廢棄物簡介14-15
• 1.1.2 電子廢棄物中Zn、Pb的環(huán)境危害性15-17
• 1.2 研究現(xiàn)狀17-25
• 1.2.1 Zn、Pb在電子廢棄物中的分布17-18
• 1.2.2 電子廢棄物中Zn、Pb的回收現(xiàn)狀18-24
• 1.2.3 電子廢棄物中Zn、Pb的高值化回收技術(shù)24-25
• 1.3 研究目的、意義及內(nèi)容25-28
• 1.3.1 研究目的和意義25-26
• 1.3.2 本研究的主要內(nèi)容26-27
• 1.3.3 技術(shù)路線27-28
• 第二章 實驗設備、材料與方法28-34
• 2.1 實驗設備28-31
• 2.1.1 水平管式爐真空系統(tǒng)的研制28-30
• 2.1.2 真空系統(tǒng)及主要部件參數(shù)30-31
• 2.2 實驗材料31-32
• 2.3 實驗操作步驟32
• 2.4 分析方法32-34
• 第三章 廢舊鋅錳干電池回收制備納米鋅粉研究34-45
• 3.1 鋅的分離機理34-35
• 3.2 不同氮氣壓強對納米鋅粉形成的影響35-37
• 3.3 不同加熱和冷凝溫度對納米鋅粉形成的影響37-40
• 3.4 冷凝距離的凝聚效應40-42
• 3.5 基底對納米鋅粉形貌的影響42-44
• 3.5.1 收集基底為200目不銹鋼網(wǎng)42-43
• 3.5.2 收集基底為耐火纖維絲43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 廢舊焊錫回收制備納米鉛粉研究45-61
• 4.1 廢舊焊錫中鉛分離機理45-46
• 4.2 納米鉛粉形成機理46-47
• 4.3 實驗系統(tǒng)溫度分布、氣流場、物質(zhì)濃度分布模擬47-51
• 4.4 動態(tài)氮氣壓強對納米鉛粉制備的影響51-53
• 4.5 不同加熱溫度對納米鉛粉形成的影響53-54
• 4.6 不同收集距離對納米鉛產(chǎn)品的影響54-55
• 4.7 管堵厚度對納米鉛粉制備的影響55-57
• 4.8 廢舊焊錫中鉛的分離率及產(chǎn)品性質(zhì)鑒定57-59
• 4.9 本章小結(jié)59-61
• 第五章 廢舊焊錫回收制備納米氧化鉛粉研究61-76
• 5.1 分離機理61-62
• 5.2 納米氧化鉛蒸氣形成途徑判斷62-66
• 5.3 冷凝溫度對一氧化鉛納米粉形貌的影響66-68
• 5.4 冷凝距離對一氧化鉛納米顆粒生成的影響68-70
• 5.4.1 冷凝距離對片狀納米一氧化鉛形成的影響68-69
• 5.4.2 冷凝距離對桿狀納米一氧化鉛形成的影響69-70
• 5.5 一氧化鉛納米顆粒生長機理70-71
• 5.6 廢舊焊錫回收制備一氧化鉛納米粉體流程71-72
• 5.7 一氧化鉛納米粉體制備電池電化學性能測試72-74
• 5.8 本章小結(jié)74-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 本研究主要結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 創(chuàng)新點78-79
• 參考文獻79-84
• 發(fā)表論文、申請專利及獲獎情況84-86
• 發(fā)表論文84
• 申請專利84
• 國際會議84-85
• 獲獎情況85
• 主持項目85-86
• 致謝86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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  本文關(guān)鍵詞：電子廢物中重金屬Zn、Pb的提取及制備納米粉研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：344031