钛基磷酸钾(KTIOPO 4),通常称为KTP,以其在量子和光学技术中的应用而闻名。这项研究的重点是采用水热和共沉淀方法的KTP纳米晶体的合成,采用草酸作为封盖剂。X射线粉末衍射(XRD)分析证实了正骨KTP晶体的成功合成。傅立叶变换红外(FT-IR)光谱进一步验证了KTP内的键结构,其特征带对应于其在所有光谱中始终观察到的晶体结构。定量分析表明,水热方法产生的KTP纳米颗粒的平均晶粒大小约为35 nm,而共沉淀方法产生的较小的纳米颗粒,平均晶粒尺寸为22 nm。值得注意的是,在水热法中将草酸作为封盖剂的引入将晶粒尺寸降低15%至约30 nm,而在共沉淀法中,它意外地将晶粒尺寸增加了20%,导致纳米颗粒的平均晶粒尺寸为26 nm。此外,与通过热液方法合成的样品(约0.5%)相比,在共同沉淀的样品中发现晶格内的应变更高(约0.8%)。这些发现强调了合成方法和封盖剂对KTP纳米颗粒的大小,形态和结构完整性的重要影响。这种见解对于优化针对光学设备,光子学和量子技术的各种应用量身定制的KTP纳米颗粒的合成至关重要。水热方法显示出在产生较大纳米颗粒的功效,而草酸作为涂料剂的存在在控制晶粒尺寸和增强结构稳定性方面起着关键作用。
PEG(环境与地质资源过程)研究部门围绕矿物化学(湿法冶金、形态形成、沉淀、结晶)这一中心主题,在过程工程和地质过程方面开展研究,实现从纳米到千米空间尺度变化的多相和多物理模型。该部门汇集了一个由大约十名讲师研究员组成的多学科社区,他们一方面具有过程工程和结晶背景,另一方面具有地球科学背景。该部门隶属于两个 CNRS 单位,包括 Georges Friedel 实验室(UMR CNRS 5307),负责工业维度的过程工程主题。在这种环境下,待填补的职位是 SPIN 中心其他部门更广泛动态的一部分,旨在开发过程工程无机化学。尽管SPIN中心,更具体地说是PEG部门,目前汇集了与地球科学、结晶、热力学、湿法冶金和多相流有关的多项技能,并希望加强无机化学方面的实验技能,以支持该部门现有的主题:
由于未来需要管理的废旧电池数量巨大,回收锂离子电池 (LIB) 正成为一项当务之急。目前,将废旧 LIB 转化为再生产品的三种主要回收途径是火法冶金、湿法冶金或直接回收,而共沉淀法介于后两种途径之间:其关键单元操作是电池材料的浸出和阴极活性材料 (CAM) 再合成前体的共沉淀。由于浸出溶液对杂质的高度敏感性以及高质量 CAM 前体与溶解金属盐成分之间的紧密联系,对废旧 LIB 进行实验分析是找到最佳操作条件的关键步骤。为此,我们提出了一项实验活动来研究该过程中涉及的共沉淀和复杂化合物的形成。此外,我们还利用了严格模型在许多工业领域提供的支持,这也使化学工程和实验室分析受益。因此,在本研究中,我们还在 UniSim Design ® 上提出了一个严格的模拟模型,该模型带有热力学包 OLI ®,可以考虑所需的大多数不同的液固平衡。使用实验数据对模型进行验证,并对金属浓度、pH 值和螯合剂进行敏感性分析,以找到调节共沉淀结果的关键参数。目的是优化操作条件的选择,以限制通常昂贵且耗时的实验室测试和复杂分析的次数。
