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IF=40！中南大學功能材料冶金領域重要進展

2019-05-24 10:00:22 作者：本網整理來源：中南大學分享至：

近日，中南大學冶金與環境學院李新海教授、王接喜副教授所在課題組在國際頂級期刊Chemical Society Reviews（IF= 40.182，JCR一區）上發表了題為“Advances in Nanostructures Fabricated via Spray Pyrolysisand Their Applications in Energy Storage and Conversion”的綜述論文（2019，DOI: 10.1039/c8cs00904j）。

論文鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cs/c8cs00904j

論文從材料制備和能源存儲與轉換應用出發，深入闡述了噴霧熱解技術的設備組成、反應原理與形貌控制策略，歸納出不同形貌材料的噴霧熱解可控制備方法，系統介紹了噴霧熱解所制備功能材料在二次電池、超級電容器、催化劑及太陽能電池等領域的應用，總結了噴霧熱解在制備功能材料方面的潛在優勢和挑戰，展望了噴霧熱解未來的研究和發展方向。

該論文對噴霧熱解制備功能材料的基礎研究和工業應用具有重要指導意義。中南大學為論文第一完成單位，冶金與環境學院碩士生冷進為第一作者，王接喜副教授為第一通訊作者，合作者有澳大利亞伍倫貢大學郭再萍教授、廈門大學張橋保助理教授。論文在李新海教授及團隊指導下完成。

（圖為噴霧熱解制備能源材料概覽）

近年來，在國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）、國家自然科學基金、國家博士后創新人才支持計劃、中南大學創新驅動計劃等項目的支持下，冶金與環境學院李新海教授、王接喜副教授所在研究團隊在功能材料冶金方面開展深入研究，取得一系列重要進展。

（1）闡明了金屬氯化物熱解多相反應的物質轉化規律、熱解與燒結過程的結構演變機制，建立了“高溫多物理場對流強化制備粉體材料及微納結構調控”方法。開展多金屬氧化物前驅體熱解制備的研究，研究了陰離子種類、熱解氣氛、熱解溫度、外加組分等因素對前驅體物相、結構、形貌等的影響規律，建立了前驅體的形貌、結構的調控方法及振實密度的提升方法；揭示了材料合成過程的物相和形貌的轉化規律，實現了鎳基多元材料的可控制備；通過溫度精準控制，采用流化床氣相熱解可控制備了有序/無序彌散分布的高性能硅負極材料。

（2）創造性地提出了“高冰鎳兩段氧化焙燒轉型-鹽酸浸出-多金屬提取凈化液噴霧熱解”直接制備鋰離子電池多元材料。闡明了高冰鎳焙燒過程中低熔點硫化物抑制脫硫的作用機制，提出了“低溫相變-高溫脫硫”的兩段氧化焙燒脫硫新方法；揭示了雜質元素在固-液相中的分配規律及多元素摻雜對材料晶體結構和性能的調控機制，構建了“多金屬同時提取-定向凈化-組元調控-固態組織定向生長與形貌控制”原理，形成了鎳鈷資源短流程直接制備多元材料的技術原型，為低品位鎳鈷礦以及廢舊鋰離子電池的經濟清潔高效利用提供了新理論新方法。

（3）首創“鋰云母礦相重構與可控復分解-選擇性浸出與定向凈化-一步法生產電池級碳酸鋰”新技術。發明了固氟重構新方法，有效實現了鋰云母中堿金屬的礦相轉型、高效浸出以及氟元素在渣中的固定，顯著減少了重構劑用量；一步法直接制備電池級碳酸鋰，無需制備工業級碳酸鋰的中間步驟，顯著縮短了流程。建成了全球首條從鋰云母礦年產萬噸級碳酸鋰生產線，為緩解我國70%鋰資源（含產品）依賴進口的突出矛盾發揮了重要作用。

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