nature.com сайтыш пурымыланда таум ыштена. Тендан кучылтмо браузер версийыште CSS полыш шагал. Эн сай опытым налаш манын, ме тыланда браузерын пытартыш версийжым кучылташ темлена (але Internet Explorer-ыште келыштарыме режимым йӧрташ). Тылеч посна, умбакыже полыш лийже манын, тиде сайтыште стиль-влак але JavaScript огыт пурто.
Тиде шымлымаш NH4+ лавыра да урлык коэффициент никель сульфат гексагидрат кушмо механизмлан да паша лектышлан никель сульфат гексагидрат йӱкшыктарен кристаллизаций годым влиянийым шымла, тыгак NH4+ лавыра никель сульфат гексагидрат кушмо механизмлан, шокшо свойствылан да функциональный группо-влаклан влиянийым шымла. Изи примесь концентрацийыште Ni2+ да NH4+ ион-влак SO42− дене кылым кучаш таҥасат, тидын лектышыштыже кристалл лектыш да кушмашын писылыкше иземеш да кристаллизаций активация энергий кугемеш. Кугу лавыра концентрацийыште NH4+ ион-влак кристалл структурыш пурат да сложный шӧрым ыштат (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O. Сложный шӧрын лиймыже кристалл лектышым да кушмашын темпшым кугемда да кристаллизаций активаций энергийым иземда. NH4+ ионын кугу да изи концентрацийже решотка локтылалтмашым луктеш, а кристалл-влак 80 °C марте температур годым шокшо дене пеҥгыде улыт. Тылеч посна, NH4+ примесь-влакын кристалл кушмо механизмлан влиянийышт урлык коэффициент деч кугурак. Кунам лавыра концентраций шагал, лавыра кристалл деке пижыкташ куштылго; концентраций кугу годым, лавырам кристаллыш пурташ куштылго. Урлык коэффициент кристалл лектышым ятырлан кугемден кертеш да кристалл арулыкым изишак саемден кертеш.
Никель сульфат гексагидрат (NiSO4 6H2O) кызыт тӱрлӧ отрасльыште кучылталтше кӱлешан материаллан шотлалтеш, ты шотыштак батарейым ыштен лукмаште, гальваникыште, катализаторлаште да эше кочкышым, нефтьым да парфюмым ыштен лукмаште. 1,2,3 Тудын кӱлешлыкше электротранспортын писын вияҥмыж дене кушкын толеш, нуно никель негызеш ыштыме литий-ионный (LiB) батарейылан чот эҥертат. 2030 ийлан NCM 811 гай кӱкшӧ никель сплав-влакым кучылтмаш озалана, никель сульфат гексагидратлан ​​йодмашым эшеат кугемда. Туге гынат, ресурс ситыдымашлан кӧра, производство кушкын толшо йодмаш дене келшен ок керт, тидыже темлымаш ден йодмаш коклаште ойыртемым ышта. Тиде ситыдымаш ресурс улмо да ак пеҥгыдылык шотышто тургыжланымашым луктын, кӱкшӧ арулыкан, пеҥгыде батарейысе никель сульфатым пайдалын ыштен лукмо кӱлешлыкым палемден. 1,4
Никель сульфат гексагидрат ыштен лукмаш тӱҥ шотышто кристаллизаций дене шукталтеш. Тӱрлӧ йӧн кокла гыч йӱштӧ йӧн кумдан кучылталтше йӧнлан шотлалтеш, тудын сай могыржо уло, энергийым шагал кучылтмаш да кӱкшӧ арулык материалым ыштен лукташ йӧн уло. 5,6 никель сульфат гексагидрат кристаллизаций шотышто шымлымашым ыштыме шотышто прерывистый йӱштӧ кристаллизаций кучылтмо кугу прогресс ыштен. Кызытсе жапыште эн шуко шымлымаш температур, йӱштӧ писылык, урлык кугыт да рН гай параметр-влакым оптимизаций дене кристаллизаций процессым саемдыме шотышто виктаралтеш. 7,8,9 Цель — налме кристалл-влакын кристалл лектышыштым да арулыкыштым кугемдаш. Туге гынат, нине параметр-влакым тичмашын шымлыме гынат, кристаллизаций лектышлан примесь-влакын, поснак аммиакын (NH4+) влиянийыштлан тӱткышым ойырымо шотышто эше кугу ойыртем уло.
Никельым кристаллизироватлыме годым кучылтмо никель растворышто аммиак лавыра-влак улыт, очыни, экстракций процесс годым аммиак лавыра-влак улмылан кӧра. Аммиакым тыглай сапонифицироватлыше агент семын кучылтыт, тудо никель растворышто NH4+ изи кодеш. 10,11,12 Аммиак лавыра-влакын чыла вере шарлыме гынат, нунын кристалл структур, кушмо механизм, шокшо койыш, арулык да т.м. гай кристалл свойствылан эҥгекышт начарын палыме кодыт. Нунын эффектышт нерген шагал шымлымаш кӱлешан, вет лавыра-влак кристалл кушмашлан чаракым ыштен але вашталтен кертыт, южо случайыште ингибитор семын выступатлат, метастабильный да стабильный кристалл формо коклаште куснаш эҥгекым ыштат. 13,14 Сандене тыгай эффектым умылаш промышленный могырым кӱлешан, вет лавыра-влак продуктын качествыжым локтыл кертыт.
Конкретле йодышлан эҥертен, тиде шымлымаш аммиак лавыра-влакын никель кристалл-влакын свойствыштлан могай влиянийым ыштымыштым шымлаш шонен пыштен. Примесь-влакын эффектыштым умылен, нунын уда эффектыштым контрольышто кучаш да иземдаш у йӧн-влакым ышташ лиеш. Тиде шымлымаш тыгак лавыра концентраций ден урлык коэффициент вашталтме коклаште кылым шымлен. Производствышто урлыкым кумдан кучылтмылан кӧра тиде шымлымашыште урлык параметр-влакым кучылтмо, да нине кок фактор кокласе кылым умылаш кӱлешан. 15 Тиде кок параметрын эффектыжым кристалл лектышым, кристалл кушмо механизмым, кристалл структурым, морфологийым да арулыкым шымлаш кучылтыныт. Тылеч посна, NH4+ примесь-влакын гына влиянийышт йымалне улшо кристалл-влакын кинетический койышыштым, шокшо свойствыштым да функциональный тӱшкаштым умбакыже шымленыт.
Тиде шымлымашыште кучылтмо материал-влак лийыныт никель сульфат гексагидрат (NiSO 6H2O, ≥ 99.8%) пуымо GEM; аммиак сульфат ((NH)SO, ≥ 99%) Тяньцзинь Хуашэн Co., Ltd. деч налме; дистиллированный вӱд дистиллированный вӱд. Кучылтмо урлык кристалл NiSO 6H2O лийын, тудым 0,154 мм икгай кугытан лаштыкым налаш манын, ӱштын да ӱштыныт. NiSO 6H2O характеристикым 1-ше таблицыште да 1-ше рисыште ончыктымо.
NH4+ примесь ден урлык коэффициентын никель сульфат гексагидрат кристаллизацийлан влиянийыштым жапын-жапын йӱкшыктарен шымленыт. Чыла экспериментым 25 °C тӱҥалтыш температур годым эртареныт. 25 °C кристаллизаций температур семын ойырен налме, фильтраций годым температур контрольын ситыдымашыжым шотыш налын. Кристаллизацийым низкотемпературный Бухнер воронко дене шокшо растворым фильтрироватлыме годым кенета температур вашталтмаш дене тарваташ лиеш. Тиде процесс кинетике, примесьым налмаш да тӱрлӧ кристалл свойствылан ятырлан эҥгекым ыштен кертеш.
Никель растворым эн ончыч 224 г NiSO4 6H2O 200 мл дистиллированный вӱдыштӧ эрыктен ямдылыме. Ойырен налме концентраций супернасыщенностьлан келшен толеш (S) = 1,109. Перенасыщенностьым 25 °C температурышто никель сульфат гексагидрат дене эрыктыме никель сульфат кристалл-влакын растворимостьыштым таҥастарен рашемдыме. Температурым тӱҥалтыш марте волтымо годым шке гыч кристаллизаций деч аралаш манын, йымалне перенасыщенностьым ойыреныт.
NH4+ ионын концентрацийжын кристаллизаций процесслан влиянийжым никель растворыш (NH4)2SO4 ешарен шымленыт. Тиде шымлымашыште кучылтмо NH4+ ионын концентрацийже 0, 1,25, 2,5, 3,75 да 5 г/л лийын. Растворым 60 °C 30 минут жапыште шокшо дене 300 об/мин дене лугеныт, тыге икгай вашталтыме лийже манын. Вара растворым кӱлеш реакций температур марте йӱкшыктареныт. Температур 25 °C марте шуын, растворыш тӱрлӧ кугытан урлык кристалл-влакым (урлык коэффициент 0,5%, 1%, 1,5% да 2%) ешареныт. Урлыкашын коэффициентшым растворышто улшо NiSO4 6H2O нелыт дене урлыкашын нелытшым таҥастарен рашемдыме.
Растворыш урлыкаш кристалл-влакым ешарен, кристаллизаций процесс пӱртӱс почеш эртен. Кристаллизаций процесс 30 минут шуйнен. Растворым фильтр пресс дене фильтроватлыме, тыге чумыргышо кристалл-влакым раствор деч умбакыже ойыреныт. Фильтраций процесс годым кристалл-влакым эреак этанол дене мушмо, тыге угыч кристаллизаций лийме йӧн иземеш да растворышто улшо лавыра-влакын кристалл-влакын ӱмбалнышт ушнымышт иземеш. Кристалл-влакым мушкаш этанолым ойырен налыныт, вет кристалл-влак этанолышто огыт лий. Фильтр дене ыштыме кристалл-влакым 50 °C температурышто лабораторий инкубаторыш пыштеныт. Тиде шымлымашыште кучылтмо лончылымо экспериментальный параметр-влак 2-шо таблицыште ончыкталтыт.
Кристалл структурым XRD прибор дене рашемдыме (SmartLab SE—HyPix-400) да NH4+ соединений-влак улмым пален налме. Кристалл морфологийым лончылашлан SEM характеристикым (Apreo 2 HiVac) эртареныт. Кристалл-влакын шокшо свойствыштым ТГА прибор дене (TG-209-F1 Libra) рашемдыме. Функциональный группо-влакым ФТИР (JASCO-FT/IR-4X) дене лончыленыт. Образецын арулыкшым ICP-MS прибор дене (Prodigy DC Arc) рашемдыме. Образецым 100 мл дистиллированный вӱдыштӧ 0,5 г кристаллым эрыктен ямдылыме. Кристаллизаций лектышым (x) лекше кристаллын нелытшым пуртымо кристаллын нелытше дене формулым (1) почеш шеледымаш дене шотленыт.
кушто x — 0 гыч 1 марте вашталтше кристалл лектыш, mout — лекше кристалл-влакын нелытше (g), min — пуртымо кристалл-влакын нелытышт (g), msol — растворышто улшо кристалл-влакын нелытше, а mseed — урлык кристалл-влакын нелытше.
Кристаллизаций лектышым умбакыже шымленыт, кристалл кушмо кинетикым рашемдаш да активация энергийын значенийжым шотлаш манын. Тиде шымлымашым 2% ӱдымӧ коэффициент дене да ончычсо семынак экспериментальный процедурым кучылтын эртарыме. Изотермический кристаллизаций кинетике параметр-влакым тӱрлӧ жапыште (10, 20, 30, да 40 мин) да тӱҥалтыш температур годым (25, 30, 35, да 40 °C) кристалл лектышым аклыме дене рашемдыме. Тӱҥалтыш температур годым ойырен налме концентраций-влак 1,109, 1,052, 1 да 0,953 перенасыщенность (S) значенийлан келшен толыныт. Перенасыщенность значенийым рашемдыме, эрыктыме никель сульфат кристалл-влакын растворимостьыштым тӱҥалтыш температур годым никель сульфат гексагидрат растворимость дене таҥастарымаште. Тиде шымлымашыште NiSO4 6H2O-н 200 мл вӱдыштӧ тӱрлӧ температур годым лавыра деч посна растворимостьшо 2-шо рисыште ончыкталтеш.
Джонсон-Мейл-Аврами (JMA теорий) изотермический кристаллизаций койышыжым лончылаш кучылталтеш. JMA теорийым ойырен налме, молан манаш гын, кристаллизаций процесс растворыш урлык кристалл-влакым ешарымешке ок лий. JMA теорий тыге сӱретлалтеш:
Кушто x(t) t жапыште куснымым ончыкта, k — кусарыме писылык константым, t — кусарыме жапым, а n — Аврами индексым. Формула 3 (2) формулым гыч лектын. Кристаллизацийын активация энергийжым Аррениус уравнений дене рашемдат:
Кушто кг — реакцийын писылыкше константа, k0 — константа, Eg — кристалл кушмашын активаций энергийже, R — молярный газ константа (R=8,314 Дж/моль К), а Т — изотермический кристаллизаций температур (К).
3а рис ончыкта, ӱдымӧ коэффициент да легирующий концентраций никель кристалл-влакын лектышыштлан влиянийым ыштат. Кунам растворышто легирующий веществан концентрацийже 2,5 г/л марте кугемын, кристалл лектыш 7,77% гыч 6,48% марте (0,5% урлыкаш) да 10,89% гыч 10,32% марте (2% урлыкаш) иземын. Умбакыже легирующий концентрацийым кугемдымаш кристалл лектышын келшыше кугеммашыж деке конден. Эн кугу лектыш 17,98% марте шуын, кунам ӱдымӧ коэффициент 2% лийын да легирующий концентраций 5 г/л лийын. Легирующий веществан концентрацийже кугемме дене кристалл лектышын вашталтышыже кристалл кушмо механизмын вашталтмыж дене кылдалтын кертеш. Легирующий веществан концентрацийже изи годым Ni2+ да NH4+ ион-влак SO42− дене кылым кучаш таҥасат, тидыже растворышто никельын растворимостьшым кугемдаш да кристалл лектышым иземдаш конда. 14 Кунам лавыра концентраций кугу, конкуренций процесс эшеат эрта, но южо NH4+ ион-влак никель да сульфат ион-влак дене келшен, никель аммиак сульфат кок пачаш шӧрым ыштат. 16 Кок пачаш шӧр лиймаш растворимый веществан растворимостьшым иземда, тыге кристалл лектышым кугемда. Ӱдымӧ коэффициентым кугемдымаш кристалл лектышым эреак саемден кертеш. Урлыкаш-влак нуклеаций процессым да шке гыч кристалл кушмашым тӱҥалын кертыт, растворимый ион-влаклан кристалл-влакым организоватлаш да ышташ тӱҥалтыш ӱмбал кумдыкым пуэныт. Кузе ӱдымӧ коэффициент кугемеш, ион-влаклан организоватлаш тӱҥалтыш ӱмбал кумдык кугемеш, сандене шукырак кристалл-влак лийыт. Сандене ӱдымӧ коэффициентым кугемдымаш кристалл кушмо писылыклан да кристалл лектышлан тура эҥгекым ышта. 17
NiSO4 6H2O параметр-влак: (а) кристалл лектыш да (б) никель растворын рН-же инокуляций деч ончыч да вара.
3b рис ончыкта, урлыкашын коэффициентше да легирующий веществан концентрацийже урлыкашым ешарыме деч ончыч да вара никель растворын рН-жылан эҥгекым ыштат. Растворын рН-жым эскерыме цель — растворышто химий балансын вашталтышыжым умылаш. Урлык кристалл-влакым ешарыме деч ончыч, растворын рН-же NH4+ ион-влак улмылан кӧра иземеш, нуно H+ протон-влакым луктыт. Легирующий веществан концентрацийжым кугемдыме дене утларак H+ протон-влак лектыт, тыге растворын рН-же иземеш. Урлык кристалл-влакым ешарен, чыла растворын рН-же кугемеш. рН тенденций кристалл лектыш тенденций дене сай кылым куча. Эн изи рН значенийым 2,5 г/л легирующий концентрацийыште да 0,5% урлык коэффициентыште налыныт. Легирующий веществан концентрацийже 5 г/л марте кугемме семын растворын рН-же кугемеш. Тиде явленийым пеш умылаш лиеш, вет растворышто NH4+ ион-влакын улмышт абсорбцийлан кӧра, але пуртымашлан кӧра, але NH4+ ион-влакын кристалл-влакын поглощенийышт да пуртымашыштлан кӧра шагалемеш.
Кристалл кушмашын кинетический койышыжым рашемдаш да кристалл кушмашын активация энергийжым шотлаш умбакыже кристалл лектыш эксперимент ден анализ-влакым эртареныт. Изотермический кристаллизаций кинетикын параметрже-влак йӧн-влак ужашыште умылтаралтыныт. 4-ше рис Джонсон-Мель-Аврами (JMA) графикым ончыкта, тудо никель сульфат кристалл кушмашын кинетический койышыжым ончыкта. Графикым ln[− ln(1− x(t))] значенийым ln t значений ваштареш ыштыме дене ыштыме (3-шо уравнений). График гыч налме градиент значений-влак JMA индекс (n) значенийлан келшен толыт, нуно кушшо кристаллын габаритшым да кушмо механизмым ончыктат. Отрезок значений кушмашын темпшым ончыкта гын, тудо ln k постоянный дене ончыкталтеш. JMA индекс (n) значенийже 0,35 гыч 0,75 марте. Тиде n значений ончыкта, кристалл-влакын ик мер кушмашышт уло да диффузий дене виктаралтше кушмаш механизмым шуктат; 0 < n < 1 ик мер кушмашым ончыкта, а n < 1 диффузий дене виктаралтше кушмаш механизмым ончыкта. 18 температур кугемме дене k константын кушмо темпше иземеш, тидыже йымалне температур годым кристаллизаций процесс писынрак эртымым ончыкта. Тиде йымалне температур годым растворын перенасыщенностьшо кугемме дене кылдалтын.
Джонсон-Мель-Аврами (JMA) никель сульфат гексагидрат тӱрлӧ кристаллизаций температур годым ыштыме график-влак: (а) 25 °C, (б) 30 °C, (в) 35 °C да (г) 40 °C.
Легирующий вещества-влакым ешарымаш чыла температур годым кушмо темпын икгай образецшым ончыктен. Легирующий веществан концентрацийже 2,5 г/л годым кристалл кушмашын писылыкше шагалемын, а легирующий веществан концентрацийже 2,5 г/л деч кугурак годым кристаллын кушмашын писылыкше кугемын. Ондак каласыме семын, кристалл кушмо писылыкын вашталтмыже растворышто ион-влак коклаште вашкыл механизмын вашталтмыж дене кылдалтын. Легирующий веществан концентрацийже изи годым растворышто ион-влак коклаште конкуренций процесс растворын растворимостьшым кугемда, тыге кристалл кушмашын писылыкшым иземда. 14 Умбакыже, кугу концентраций дене легирующий вещества-влакым ешарымаш кушмо процессым ятырлан вашталта. Легирующий веществан концентрацийже 3,75 г/л деч кугурак лийме годым ешартыш у кристалл ядро-влак лийыт, тидыже растворимый растворимостьын иземмыжлан кӧра, тыге кристалл кушмашын писылыкшым кугемда. У кристалл ядро-влакын лиймыштым кок пачаш шӧр (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O лиймаш дене ончыкташ лиеш. 16 Кристалл кушмо механизмым каҥашыме годым рентгеновский дифракций лектыш кок пачаш шӧр лиймым пеҥгыдемда.
JMA график функцийым умбакыже акленыт, кристаллизацийын активация энергийжым рашемдаш манын. Активаций энергийым Аррениус уравнений дене шотленыт (4-ше уравненийыште ончыктымо). 5а рис ln(кг) значений ден 1/T значений коклаште кылым ончыкта. Вара активация энергийым график гыч налме градиент значений дене шотленыт. 5b рис ончыкта, тӱрлӧ лавыра концентрацийыште кристаллизацийын активация энергий значенийже. Лектыш ончыкта: лавыра концентрацийын вашталтышыже активация энергийлан эҥгекым ышта. Никель сульфат кристалл-влакын лавыра деч посна кристаллизацийыштын активаций энергийже 215,79 кДж/моль. Примесь концентраций 2,5 г/л марте шуэш гын, активация энергий 3,99% 224,42 кДж/моль марте кугемеш. Активаций энергийын кугеммыже ончыкта, кристаллизаций процессын энергий барьерже кугемеш, тидыже кристалл кушмашын писылыкше да кристалл лектыш иземмаш деке конда. Примесь концентраций 2,5 г/л деч кугурак годым кристаллизацийын активация энергийже ятырлан шагалемын. г/л примесь концентрацийыште активация энергий 205,85 кДж/моль, тиде 2,5 г/л примесь концентрацийыште активация энергий деч 8,27% шагалрак. Активаций энергийын шагалеммыже кристаллизаций процессым куштылемдымым ончыкта, тидыже кристалл кушмо писылыкым да кристалл лектышым кугемдаш конда.
(а) ln(кг) 1/Т ваштареш да (б) активация энергийын графикшым келыштарыме, мутлан, тӱрлӧ лавыра концентрацийыште кристаллизаций.
Кристалл кушмо механизмым РСД да ФТИР спектроскопий дене шымленыт, кристалл кушмо кинетикым да активация энергийым лончыленыт. 6-шо рисыште XRD лектышым ончыктымо. Данный-влак PDF #08–0470 дене келшен толыт, тудо α-NiSO4 6H2O (ужар кремний) улмым ончыкта. Кристалл тетрагональный системыш пура, пространствыште группо P41212, единице клетке параметр-влак a = b = 6,782 Å, c = 18,28 Å, α = β = γ = 90°, а кугытшо 840,8 Å3. Тиде лектыш-влак ончычсо Manomenova et al. савыктыме лектыш дене келшен толыт. 19 NH4+ ион-влакым пуртымаш тыгак (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O лиймашке конда. Данный-влак 31–0062 No-ан PDF-ыш пурат. Кристалл моноклинный системыш пура, пространствыште P21/a, единице клетке параметр-влак a = 9,186 Å, b = 12,468 Å, c = 6,242 Å, α = γ = 90°, β = 106,93°, а кугытшо 688 Å33. Тиде лектыш-влак Su et al.20-ын ончычсо шымлымашышт дене келшен толыт.
Никель сульфат кристалл-влакын рентгеновский дифракций образецышт: (а–б) 0,5%, (в–г) 1%, (д–е) 1,5%, да (г–ч) 2% урлык коэффициент. Пурла сӱрет — шола сӱретын кугемдыме ончыктымашыже.
6b, d, f да h рислаште ончыктымо семын, 2,5 г/л — ешартыш шӧрым ыштыде растворышто аммиак концентрацийын эн кугу чекше. Примесь концентраций 3,75 да 5 г/л годым, NH4+ ион-влак кристалл структурыш пурат, тыге сложный шӧр (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O лийыт. Данный-влак почеш, сложный шӧрын пиковый интенсивностьшо кугемеш, кунам 3,75 гыч 5 г/л марте, поснак 2θ 16,47° да 17,44° годым, лавыра концентраций кугемеш. Сложный шӧрын пикше кугеммаш химий баланс принцип дене гына кылдалтын. Туге гынат, 2θ 16,47° годым южо аномальный пик-влак эскералтыт, тидым кристаллын упругий деформацийже дене кылдаш лиеш. 21 Характеристикым пуымо лектыш тыгак ончыкта, кугурак ӱдымӧ коэффициент комплекс шӧрын пиковый интенсивностьшым иземда. Кӱкшӧ урлык коэффициент кристаллизаций процессым писынрак ышта, тидыже растворимый веществан ятырлан шагалеммыж деке конда. Тидын годым кристалл кушмо процесс урлык ӱмбалне чумырген, а у фазе-влакын лиймышт растворын иземдыме перенасыщенностьшо дене мешая. Вашталтышлан, урлык коэффициент изи годым, кристаллизаций процесс писе, да растворын перенасыщенностьшо ятырлан кугу кӱкшытыштӧ кодеш. Тиде ситуаций шагалрак эрыктыме кок пачаш шӧр (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O нуклеаций лийме вероятностьым кугемда. Кок пачаш шӧрлан пиковый интенсивность данный-влак 3-шо таблицыште пуалтыныт.
NH4+ ион-влак улмылан кӧра оза решоткаште кеч-могай локтылалтмашым але структур вашталтышым шымлаш манын, ФТИР характеристикым пуымо. 2% ӱдымӧ коэффициент дене образец-влакым палемдыме. рис ончыкта, ФТИР характеристикым пуымо лектышым. 3444, 3257 да 1647 см−1 кумдыкышто эскерыме кумда пик-влак молекул-влакын O–H шуйнымо режимыштлан кӧра улыт. 2370 да 2078 см−1 пик-влак вӱд молекул коклаште межмолекулярный водородный кылым ончыктат. 412 см−1 диапазон Ni–O шуйнышо вибрацийлан шотлалтеш. Тылеч посна, эрыкан SO4− ион-влак 450 (υ2), 630 (υ4), 986 (υ1) да 1143 да 1100 см−1 (υ3) куд тӱҥ вибраций режимым ончыктат. υ1-υ4 символ-влак вибраций режим-влакын свойствыштым ончыктат, кушто υ1 — вырождаться огыл режимым (симметричный растяжка), υ2 — кок пачаш вырождаться режимым (симметричный изгиб), а υ3 ден υ4 кум пачаш вырождаться режим-влакым ончыктат (асимметричный да асимметричный шуйнымаш, шот дене). 22,23,24 Характеристикым пуымо лектыш ончыкта: аммиак примесь-влак улмо 1143 см-1 толкын номерыште ешартыш пикым пуа (рис. ужар йыргешке дене палемдалтын). 1143 см-1 ешартыш пик ончыкта, NH4+ ион-влакын улмышт, концентраций деч посна, решотка структурын локтылалтмыжым луктеш, тидыже кристалл кӧргыштӧ сульфат ион молекул-влакын вибраций чӱчкыдылыкышт вашталтеш.
Кристалл кушмашын да активация энергийын кинетический койышыж дене кылдалтше XRD да FTIR лектыш-влак негызеш 8-ше рис NH4+ примесь-влакым ешарен, никель сульфат гексагидрат кристаллизаций процессын схемыжым ончыкта. Примесь уке годым Ni2+ ион-влак H2O дене реакцийыш пурен, никель гидрат [Ni(6H2O)]2− лийыт. Вара никель гидрат шке гыч SO42− ион-влак дене ушнен, Ni(SO4)2 6H2O ядро-влакым ышта да никель сульфат гексагидрат кристаллыш савырна. Кунам растворыш аммиак примесь-влакын изирак концентрацийыштым (2,5 г/л але шагалрак) ешарат, [Ni(6H2O)]2− SO42− ион дене тӱрыснек ушнаш неле, вет [Ni(6H2O)]2− да NH4+ ион-влак SO42− ион дене ушнаш таҥасат, гынат, кок ион дене реакцийыш лекташ сульфат ион эше сита. Тиде ситуаций кристаллизацийын активация энергийжым кугемдаш да кристалл кушмашым луштараш конда. 14,25 Никель сульфат гексагидрат ядро-влак ыштыме да кристаллыш савырныме деч вара, кристалл ӱмбалне икмыняр NH4+ да (NH4)2SO4 ион-влак адсорбироватлалтыт. Тиде умылтара, молан NSH-8 да NSH-12 образецлаште SO4− ионын функциональный группыжо (толкын номер 1143 см−1) легироватлыме процесс деч посна кодеш. Кунам лавыра концентраций кугу, NH4+ ион-влак кристалл структурыш пураш тӱҥалыт, кок пачаш шӧрым ыштат. 16 Тиде явлений растворышто SO42− ион-влакын укелыкыштлан кӧра лиеда, а SO42− ион-влак никель гидрат дене аммиак ион деч писынрак кылдалтыт. Тиде механизм кок пачаш шӧр-влакын нуклеацийыштлан да кушмашыштлан полша. Сплав процесс годым Ni(SO4)2 6H2O да (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O ядро-влак ик жапыште лийыт, тидыже налме ядро-влакын чотыштым кугемдаш конда. Ядро-влакын чотышт кугеммаш кристалл кушмашым писынрак ышташ да активация энергийым шагалемдаш полша.
Никель сульфат гексагидрат вӱдыштӧ эрыктыме, изи да кугу аммиак сульфат ешарен, вара кристаллизаций процессым эртарыме химий реакцийым тыге ончыкташ лиеш:
SEM характеристикым пуымо лектыш-влак 9-ше рисыште ончыкталтыт. Характеристикым пуымо лектыш-влак ончыктат: ешартыш аммиак шӧр кугыт да ӱдымӧ коэффициент кристалл формылан кугу эҥгекым огыт ыште. Кристалл-влакын кугытшо тыгаяк кодеш, южо вере кугурак кристалл-влак койыт гынат. Туге гынат, умбакыже характеристикым пуаш кӱлеш, аммиак шӧр концентраций да ӱдымӧ коэффициент ыштыме кристалл-влакын кокла кугытшо ӱмбаке влиянийым рашемдаш манын.
NiSO4 6H2O-н кристалл морфологийже: (a–e) 0,5%, (f–j) 1%, (h–o) 1,5% да (p–u) 2% урлык коэффициент NH4+ концентрацийын ӱлнӧ гыч ӱлыкӧ вашталтмыжым ончыкта, тидыже 0, 1,25, 2,5, 3,75 да 3,75 г/л, шот дене.
10а рис ончыкта, тӱрлӧ примесь концентраций дене кристалл-влакын ТГА-криволинейныйышт. ТГА анализ образец-влак дене 2% ӱдымӧ коэффициент дене ыштыме. NSH-20 образецыште тыгак ыштыме соединений-влакым рашемдашлан XRD анализым эртареныт. 10b рисыште ончыктымо РСД лектыш-влак кристалл структурышто вашталтышым пеҥгыдемдат. Термогравиметрический висымаш ончыкта: чыла синтезироватлыме кристалл-влак 80°C марте шокшо пеҥгыдылыкым ончыктат. Варажым, температур 200°C марте кӱзен, кристалл нелытше 35% иземын. Кристалл-влакын нелытшым йомдарымаш шаланыме процесс дене кылдалтын, тудо 5 вӱд молекулым йомдарен, NiSO4 H2O ышта. Кунам температур 300–400°C марте кӱзен, кристалл-влакын нелытше уэш иземеш. Кристалл-влакын нелытше 6,5% наре лийын, а NSH-20 кристалл образецын нелытше изиш кугурак лийын, лач 6,65%. NH4+ ион-влакын NH3 газыш NSH-20 образецыште шеледымашышт изиш кугурак восстановимостьым пуэн. Температур 300 гыч 400°C марте кӱзен, кристалл-влакын нелытше шагалемын, тидын дене чыла кристалл-влакын NiSO4 структурышт лийын. Температурым 700°C гыч 800°C марте кугемдыме дене кристалл структур NiO-ш савырнен, SO2 ден O2 газ-влакым луктын.25,26
Никель сульфат гексагидрат кристалл-влакын арулыкыштым DC-Arc ICP-MS прибор дене NH4+ концентрацийым аклыме дене рашемдыме. Никель сульфат кристалл-влакын арулыкыштым (5) формулым кучылтын рашемдыме.
Кушто Ma — кристаллыште улшо лавыра-влакын нелытше (мг), Mo — кристаллыште улшо лавыра-влакын нелытше (мг), Ca — растворышто лавыра-влакын концентрацийышт (мг/л), V — растворын кугытшо (л).
11-ше рисыште никель сульфат гексагидрат кристалл-влакын арулыкышт ончыкталтеш. Арулык значенийже — 3 характеристикын кокла значенийже. Лектыш ончыкта: ӱдымӧ коэффициент да лавыра концентраций ыштыме никель сульфат кристалл-влакын арулыкыштлан тура эҥгекым ыштат. Примесь концентраций мыняр кугурак, тунар кугурак примесь-влакын шыҥдаралтмышт, тидын дене кылдалтше кристалл-влакын арулыкышт изирак лиеш. Туге гынат, лавыра-влакын поглощенийышт лавыра концентраций деч шога, а лектыш график ончыкта: кристалл-влакын лавыра-влакын чумыр поглощенийышт ятырлан ок вашталт. Тылеч посна, тиде лектыш-влак тыгак ончыктат: кугурак ӱдымӧ коэффициент кристалл-влакын арулыкыштым саемден кертеш. Тиде явлений лийын кертеш, молан манаш гын, кунам утларакше лийше кристалл ядро-влак никель ядро-влак ӱмбалне чумыргеныт, никель ион-влакын никель ӱмбалне погынен кертме вероятностьышт кугурак. 27
Шымлымаш ончыктен: аммиак ион-влак (NH4+) никель сульфат гексагидрат кристалл-влакын кристаллизаций процессыштлан да кристаллизаций свойствыштлан ятырлан эҥгекым ыштат, тыгак кристаллизаций процесслан урлык коэффициентын влиянийжым почын пуэныт.
Аммиак 2,5 г/л деч кугурак концентрацийыште кристалл лектыш да кристалл кушмашын писылыкше иземеш. Аммиак 2,5 г/л деч кугурак концентрацийыште кристалл лектыш да кристалл кушмашын писылыкше кугемеш.
Никель растворыш лавырам ешарымаш NH4+ ден [Ni(6H2O)]2− ион-влак коклаште SO42− верч конкуренцийым кугемда, тидыже активация энергийым кугемдаш конда. Кугу концентраций дене ӱйым ешарыме деч вара активаций энергийын шагалеммыже кристалл структурыш NH4+ ион-влакын пурымышт дене кылдалтын, тыге кок пачаш шӧр (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O лектеш.
Кӱкшӧ ӱдымӧ коэффициентым кучылтмаш никель сульфат гексагидрат кристалл лектышым, кристалл кушмашын темпшым да кристалл арулыкшым саемден кертеш.
Демирел, Х. С., да молат. Латеритым обрабатыватлыме годым батарейысе никель сульфат гидрат антирастворительный кристаллизаций. Сентябрьыште эрыктен лукмо технологий, 286, 120473. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2022.120473 (2022).
Сагунтала, П. да Ясота, П. Кугу температур годым никель сульфат кристалл-влакын оптике кучылтмашышт: легирующий семын ешартыш аминокислота дене характеристикым пуымо шымлымаш. Матер. Таче Proc. 9, 669–673. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2018.10.391 (2019).
Бабаахмади, В., да молат. Текстиль ӱмбалне никель ӱзгар-влакым электроосаждение дене полиол-медиировать печать дене иземдыме графен оксид. Коллоидный ӱмбал-влакын физико-химический инженерийышт журнал 703, 135203. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024).
Фрейзер, Дж., Андерсон, Дж., Лазуэн, Дж., да молат. «Электротранспорт батарейылан никельым пуымо шотышто ончыкылык йодмаш да лӱдыкшыдымылык». Европысо ушемын савыктыш пӧлкаже; (2021). https://doi.org/10.2760/212807
Хан, Б., Бёкман, О., Вильсон, Б. П., Лундстрём, М. да Лухи-Култанен, М. Никель сульфатым йӱштӧ дене партийный кристаллизаций дене эрыктен лукмаш. Химический инженерий технологий 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/CEAT.201800695 (2019).
Ма, Ю. да молат. Литий-ионный батарейышке материаллан металл шӧрым ыштен лукмаште осадок да кристаллизаций йӧн-влакым кучылтмаш: обзор. Металл-влак. 10(12), 1-16. https://doi.org/10.3390/MET10121609 (2020).
Масалов, В. М., да молат. Никель сульфат гексагидрат (α-NiSO4.6H2O) монокристалл-влакын стационар температур градиент условийыште кушмашышт. Кристаллографий. 60(6), 963–969. https://doi.org/10.1134/S1063774515060206 (2015).
Чудхури, Р. Р. да молат. α-никель сульфат гексагидрат кристалл-влак: кушмо условий, кристалл структур да койыш-шоктыш коклаште кыл. JApCr. 52, 1371–1377. https://doi.org/10.1107/S1600576719013797FILE (2019).
Хан, Б., Бёкман, О., Вильсон, Б. П., Лундстрём, М. да Лухи-Култанен, М. Никель сульфатым партийный йӱкшыктарен кристаллизаций дене эрыктен лукмаш. Химический инженерий технологий 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/ceat.201800695 (2019).