nature.com сайтына кельгенинъиз ичюн сагъ олунъ. Сиз къуллангъан браузернинъ версиясында CSS дестеги сынъырлыдыр. Энъ яхшы теджрибе ичюн браузернинъ сонъки версиясыны къулланмакъны тевсие этемиз (я да Internet Explorer программасында уйгъунлыкъ режимини сёндюрмек). Бундан гъайры, девамлы ярдымны темин этмек ичюн, бу сайтта стильлер я да JavaScript олмаз.
Бу чалышмада NH4+ кирлери ве урлукъ нисбетининъ узюльмез сувутув кристаллизациясы алтында никель сульфат гексагидратнынъ осьюв механизмине ве чалышувына тесири огрениле, эм де NH4+ кирлерининъ никельнинъ осьюв механизмине, термик хусусиетлерине ве функциональ сульфат гексагидрат группаларына тесири огрениле. Алчакъ кирлилик концентрацияларында Ni2+ ве NH4+ ионлары SO42− иле багъланув ичюн ярыш этелер, бунынъ нетиджесинде кристалл махсулдарлыгъы ве осьюв сурьаты эксиле ве кристаллизациянынъ активлешюв энергиясы арта. Юксек кирлилик концентрациясында NH4+ ионлары кристалл къурулышына къошулып, муреккеп туз (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O мейдангъа кетире. Муреккеп тузнынъ пейда олувы кристалл махсулдарлыгъынынъ ве осьюв сурьатынынъ артмасына ве кристалллашувнынъ активлешюв энергиясынынъ эксильмесине кетире. NH4+ ионларынынъ эм юксек, эм де алчакъ концентрациясы олгъаны решетка бозулмасына себеп ола, кристалллар исе 80 °С-ке къадар араретте термик джеэттен тургъун ола. Бундан да гъайры, NH4+ кирлерининъ кристалл осьюв механизмине тесири урлукъ нисбетинден буюктир. Кирнинъ концентрациясы аз олгъанда, кирни кристаллгъа къолай япыштырмакъ мумкюн; концентрациясы юксек олгъанда, кирни кристаллгъа къолайлыкънен кирсетмек мумкюн. Урлукъ нисбети кристалл махсулдарлыгъыны чокъ арттырмакъ ве кристалл темизлигини бираз юксельтмек мумкюн.
Никель сульфат гексагидраты (NiSO4 6H2O) шимди чешит сааларда, шу джумледен батареялар истисалында, гальванизацияда, катализаторларда, атта ашайт, ягъ ве къокъулы ягълар истисалында къулланылгъан энъ муим маддедир. 1,2,3 Онынъ эмиети электрик автомобильлернинъ тез инкишафынен арта, олар никель эсасында литий-ион (LiB) батареяларына пек таяналар. 2030 сенесине къадар NCM 811 киби юксек никельли иритиджилернинъ къулланылувы укюм сюреджеги беклениле, бу исе никель сульфат гексагидратына олгъан талапны даа да арттырыр. Лякин ресурсларнынъ сынъырлангъаны себебинден истисал оськен талапкъа уйып оламай, бу исе арз ве талап арасында бошлукъ ярата. Бу эксиклик ресурсларнынъ ола бильмеси ве фиятларнынъ тургъунлыгъы акъкъында хавфлы фикирлерни догъурды, юксек темизликтеки, тургъун батарея сыныфлы никель сульфатыны семерели чыкъармакъ кереклигини айдынлатты. 1,4.
Никель сульфат гексагидраты чыкъарылмасына, адет узьре, кристаллизация ёлунен иришелер. Чешит усуллар арасында сувутув усулы кениш къулланылгъан усулдыр, о, аз энергия сарф этмек ве юксек темизликтеки материаллар чыкъармакъ имкянынынъ имтиязларына маликтир. 5,6 Узюльмез сувутув кристаллизациясы ярдымынен никель сульфат гексагидратынынъ кристаллизациясы боюнджа араштырмалар муим илерилевлерни косьтерди. Бугуньде-бугунь араштырмаларнынъ чокъусы арарет, сувутув тезлиги, урлукънынъ колеми ве рН киби параметрлерни оптималлаштырув ёлунен кристалллашув джерьяныны яхшылаштырувгъа багълыдыр. 7,8,9 Макъсат — эльде этильген кристаллларнынъ кристалл махсулдарлыгъыны ве темизлигини арттырмакътыр. Лякин бу параметрлернинъ эр тарафлама огренильмесине бакъмадан, кирлернинъ, хусусан аммиакнынъ (NH4+) кристалллашув нетиджелерине тесирине дикъкъат айырылгъанда даа буюк бир бошлукъ бар.
Экстракция джерьянында аммиак кирлери олгъаны себебинден никельнинъ кристалллашмасы ичюн къулланылгъан никель иляджында аммиак кирлери олмасы пек мумкюн. Аммиак кенъ таркъалгъан сабунлаштырыджы мадде оларакъ къулланыла, о никель иляджында NH4+ из къалдыра. 10,11,12 Аммиак кирлери эр ерде олгъанына бакъмадан, оларнынъ кристалл къурулышы, осьюв механизми, иссилик хусусиетлери, темизлиги киби кристалл хусусиетлерине тесири даа яхшы анълашылмай. Оларнынъ тесири боюнджа сынъырлы араштырмалар муимдир, чюнки кирлер кристаллларнынъ осьмесине кедер эте я да денъиштире билелер ве базы алларда ингибиторлар вазифесини беджерелер, метастабиль ве стабиль кристалл шекиллери арасында кечювге тесир этелер. 13,14 Бунынъ ичюн бу тесирлерни анъламакъ санайы джеэттен пек муимдир, чюнки кирлер махсулатнынъ кейфиетини боза биле.
Конкрет бир суальге эсасланып, бу чалышма аммиак кирлерининъ никель кристалларынынъ хусусиетлерине тесирини тешкермекни макъсат этти. Кирлернинъ тесирини анълап, оларнынъ менфий тесирини идаре этмек ве энъ эксик дереджеге еткизмек ичюн янъы усуллар ишлеп чыкъмакъ мумкюн. Бу чалышмада да кирлернинъ концентрациясы ве урлукъ нисбетининъ денъишмелери арасындаки багъ огренильди. Ишлеп чыкъарув джерьянында урлукъ кенъ къулланылгъаны ичюн, бу чалышмада урлукъ параметрлери къулланылды, ве бу эки фактор арасындаки багъны анъламакъ пек муимдир. 15 Бу эки параметрнинъ тесири кристалл махсулдарлыгъыны, кристалл осьюв механизмини, кристалл къурулышыны, морфологиясыны ве темизлигини огренмек ичюн къулланылды. Бундан да гъайры, тек NH4+ кирлерининъ тесири алтында кристаллларнынъ кинетик арекетлери, термик хусусиетлери ве функциональ группалары даа да зияде огренильди.
Бу чалышмада къулланылгъан материаллар ГЭМ тарафындан берильген никель сульфат гексагидраты (NiSO 6H2O, ≥ 99,8%); Тяньцзинь Хуашенг ширкетинден сатын алынгъан аммиак сульфаты ((NH)SO, ≥ 99%); дистиллят сув иле ола. Къулланылгъан урлукъ кристаллы NiSO 6H2O эди, оны эзип, элеп, 0,154 мм бир тюрлю парчачыкъ ольчюси эльде эттилер. NiSO 6H2O нинъ хусусиетлери 1 джедвельде ве 1 рес-де косьтерильген.
NH4+ кирлернинъ ве урлукъ нисбетининъ никель сульфат гексагидратынынъ кристалллашувына тесири аралыкълы сувутув ярдымынен огренильди. Бутюн теджрибелер 25 °С башлангъыч араретте кечирильди. Сюзюв вакътында араретни идаре этмекнинъ сынъырларыны козь огюне алып, кристалллашув арарети оларакъ 25 °С сечильди. Кристалллашувны алчакъ араретли Бухнер воронкасы ярдымынен сыджакъ эритмелерни сюзюв вакътында араретнинъ апансыздан денъишмелери иле къозгъамакъ мумкюн. Бу джерьян кинетикагъа, кирлернинъ алынмасына ве чешит кристалл хусусиетлерине эмиетли дереджеде тесир эте биле.
Никель иляджыны башта 224 г NiSO4 6H2O 200 мл дистиллят сувда иритип азырладылар. Сайлангъан концентрация зияде тоюнувгъа (S) = 1,109 келише. Ашыры тоюнувны ириген никель сульфат кристалларынынъ 25 °С температурада никель сульфат гексагидратынынъ иримек къабилиетинен тенъештирюв ёлунен бельгиледилер. Ашагъы зияде тоюнув араретни башлангъычкъа тюшюргенде, озь-озюнден кристалллашувнынъ огюне кечмек ичюн сечильди.
NH4+ ионларынынъ концентрациясынынъ кристалллашув джерьянына тесири никель иляджына (NH4)2SO4 къошып тешкерильди. Бу чалышмада къулланылгъан NH4+ ионларынынъ концентрациясы 0, 1,25, 2,5, 3,75 ве 5 г/л эди. Иритильген махсулатны 60 °С температурада 30 дакъкъа девамында къыздыралар, 300 айланувда къарыштыра-къарыштыра, бир тюрлю къарышувны темин этелер. Сонъра эритмени истеген реакция араретине къадар сувуталар. Сыджакълыкъ 25 °С-ке етсе, эритмеге чешит микъдарда урлукъ кристалллары (урлукъ нисбетлери 0,5%, 1%, 1,5% ве 2%) къошула. Урлукъ нисбети урлукънынъ агъырлыгъыны эритмедеки NiSO4 6H2O агъырлыгъынен тенъештирюв ёлунен бельгиленди.
Урлукъ кристаллларыны эритмеге къошкъан сонъ, кристалллашув джерьяны табиий шекильде олып кечти. Кристалллашув джерьяны 30 дакъкъа девам этти. Топлангъан кристаллларны эритмеден даа да айырмакъ ичюн, эритмени фильтр пресси ярдымынен сюздилер. Сюзюв джерьянында кристаллларны гъайрыдан кристалллашув имкяны энъ эксик дереджеге еткизмек ве эритмедеки кирлернинъ кристаллларнынъ юзюне япышмасы энъ эксик дереджеге еткизмек ичюн оларны даима этанолнен ювдылар. Кристаллларны ювмакъ ичюн этанолны сечип алдылар, чюнки кристалллар этанолда иримейлер. Сюзюльген кристаллларны 50 °С температурада лаборатория инкубаторына къойдылар. Бу чалышмада къулланылгъан тафсилятлы эксперименталь параметрлер 2 джедвельде берильген.
Кристалл къурулышы ХРТ алетининъ (SmartLab SE—HyPix-400) ярдымынен бельгиленди ве NH4+ бирикмелерининъ барлыгъы тапылды. Кристалл морфологиясыны талиль этмек ичюн СЭМ характеристикасы (Apreo 2 HiVac) япылды. Кристаллларнынъ иссилик хусусиетлери ТГА алетининъ (ТГ-209-Ф1 Терези) ярдымынен бельгиленди. Функциональ группалар ФТИР (JASCO-FT/IR-4X) ярдымынен талиль этильди. Орнекнинъ темизлигини ИКП-МС алетининъ (Prodigy DC Arc) ярдымынен бельгиледилер. Орнек 0,5 г кристаллны 100 мл дистиллят сувда иритип азырланды. Кристаллизация махсулдарлыгъы (х) чыкъыш кристаллынынъ массасыны кириш кристаллынынъ массасына (1) формула боюнджа болип эсапланды.
бу ерде х — 0-дан 1-гедже денъишкен кристалл чыкъышы, mout — чыкъыш кристаллларынынъ агъырлыгъы (г), мин — кириш кристаллларынынъ агъырлыгъы (г), msol — эритмедеки кристаллларнынъ агъырлыгъы, mseed — урлукъ кристаллларынынъ агъырлыгъы.
Кристаллизациянынъ осьюв кинетикасыны бельгилемек ве активлешюв энергиясынынъ къыйметини къыймет кесмек ичюн кристаллизация махсулдарлыгъы даа да зияде огренильди. Бу чалышма 2% экюв нисбетинде ве эвелькиси киби эксперименталь процедурада япылды. Изотермик кристаллизация кинетикасы параметрлери чешит кристаллизация вакъытларында (10, 20, 30 ве 40 дакъкъа) ве башлангъыч араретлерде (25, 30, 35 ве 40 °С) кристалл чыкъышыны къыймет кесюв ёлунен бельгиленди. Башлангъыч араретте сечильген концентрациялар 1,109, 1,052, 1 ве 0,953 зияде тоюнув (S) къыйметлерине келише эди. Ашыры тоюнув къыймети ириген никель сульфат кристалларынынъ иримек къабилиетини башлангъыч арареттеки никель сульфат гексагидратынынъ иримек къабилиетинен тенъештирюв ёлунен бельгиленди. Бу чалышмада NiSO4 6H2O 200 мл сувда чешит араретлерде кирсиз иримек къабилиети 2 рес-де косьтерильген.
Джонсон-Мейл-Аврами (ДЖМА назариеси) изотермик кристалллашув арекетини талиль этмек ичюн къулланыла. ДжМА назариеси сайлангъан, чюнки эритмеге урлукъ кристаллары къошулмагъандже, кристалллашув джерьяны олмай. ДжМА назариеси бойле тасвирлене: 1.1.
Бу ерде х(т) t вакъыттаки кечювни, к — кечюв сурьатынынъ денъишмемезлигини, t — кечюв вакътыны, n — Аврами индексини бильдире. 3-юнджи формула (2) формуладан алынгъан. Кристалллашувнынъ активлешюв энергиясы Аррениус мусавийлемеси ярдымынен бельгилене: 1 .
Бу ерде кг — реакция сурьатынынъ денъишмези, к0 — денъишмемез, Эг — кристалл осьювининъ активлешюв энергиясы, R — моляр газ денъишмези (R=8,314 Дж/моль К), Т — изотермик кристалллашув арарети (К).
а рес-де никель кристалларынынъ махсулдарлыгъына урлукъ нисбети ве легирлейиджининъ концентрациясы тесир эте. Иритильгенде легирлейиджининъ концентрациясы 2,5 г/л-ге къадар арткъанда, кристалл чыкъышы 7,77%-тен 6,48%-ке (урлукъ нисбети 0,5%) ве 10,89%-тен 10,32%-ке (урлукъ нисбети 2%) эксиле. Допантнынъ концентрациясынынъ даа да артмасы кристалл махсулдарлыгъынынъ уйгъун артмасына кетире эди. Энъ юксек махсулдарлыкъ 17,98%-ке етти, эгер урлукъ нисбети 2%, легирлейиджининъ концентрациясы исе 5 г/л олгъанда. Допантнынъ концентрациясы арткъан сайын кристалл чыкъыш шекилиндеки денъишмелер кристалл осьюв механизминдеки денъишмелернен багълы ола биле. Допантнынъ концентрациясы алчакъ олгъанда, Ni2+ ве NH4+ ионлары SO42− иле багъланмакъ ичюн ярыш этелер, бу исе никельнинъ эритмеде иримек къабилиетининъ артмасына ве кристалл чыкъышынынъ эксильмесине кетире. 14 Кирнинъ концентрациясы юксек олгъанда, ракъиплик джерьяны даа девам эте, лякин базы NH4+ ионлары никель ве сульфат ионларынен координация этип, никель аммиак сульфатынынъ эки къатлы тузуны мейдангъа кетире. 16 Эки къатлы тузнынъ пейда олувы ириген мадденинъ иримек къабилиетининъ эксильмесине кетире ве бунынънен кристалл чыкъышыны арттыра. Экюв нисбетини арттырмакъ кристалл махсулдарлыгъыны токътамайып яхшылаштырмакъ мумкюн. Урлукълар, ириген ионларнынъ кристаллларны тешкиль этмек ве мейдангъа кетирмек ичюн башлангъыч юзюни темин этип, озекленюв джерьяныны ве озь-озюнден кристаллларнынъ осьмесини башлата билелер. Экильме нисбети арткъан сайын ионларнынъ тешкиль этильмеси ичюн башлангъыч юзюнинъ мейданлыгъы арта, шунынъ ичюн даа чокъ кристалллар пейда ола биле. Демек, урлукъ нисбетини арттырув кристаллнынъ осьюв сурьатына ве кристалл махсулдарлыгъына догърудан-догъру тесир эте. 17 .
NiSO4 6H2O параметрлери: а) кристалл чыкъышы ве б) никель иляджнынъ рН-и емлемектен эвель ве сонъ.
б рес-де урлукъ къошулмаздан эвель ве сонъ никель иляджнынъ рН-ине урлукъ нисбети ве легирлейиджининъ концентрациясы тесир эте. Иритильген махсулатнынъ рН-ини козетмекнинъ макъсады — эритмедеки химиявий мувазененинъ денъишмелерини анъламакътыр. Урлукъ кристаллларыны къошмаздан эвель, Н+ протонларыны чыкъаргъан NH4+ ионлары олгъаны себебинден, эритменинъ рН-и эксильмеге ынтылмакъта. Допантнынъ концентрациясыны арттырув нетиджесинде даа чокъ Н+ протонлар чыкъарыла ве бунынънен эритменинъ рН-и тюше. Урлукъ кристаллларыны къошкъан сонъ, бутюн эритмелернинъ рН-и арта. рН тенденциясы кристалл чыкъыш тенденциясынен мусбет корреляциядадыр. Энъ алчакъ рН къыймети 2,5 г/л легирлейиджи концентрациясында ве 0,5% урлукъ нисбетинде эльде этильди. Допантнынъ концентрациясы 5 г/л-ге къадар арткъан сайын, эритменинъ рН-и арта. Бу адисе гъает анълашыла, чюнки эритмеде NH4+ ионларынынъ олмасы я ютув себебинден, я да инклюзия себебинден, я да NH4+ ионларынынъ кристалллар тарафындан ютулмасы ве кирсетильмеси себебинден эксиле.
Кристалл осьмесининъ кинетик арекетини бельгилемек ве кристалл осьмесининъ активлешюв энергиясыны эсапламакъ ичюн даа сонъра кристалл махсулдарлыгъы боюнджа теджрибелер ве талиль кечирильди. Изотермик кристаллизация кинетикасынынъ параметрлери Усуллар болюгинде анълатылды. рес-де Джонсон-Мель-Аврами (ДжМА) графиги косьтерильген, о, никель сульфат кристаллынынъ осьмесининъ кинетик арекетини косьтере. График ln[− ln(1− x(t))] къыйметини ln t къыйметине къаршы сызмакъ ёлунен япылды (3-юнджи мусавийлеме). Графиктен эльде этильген градиент къыйметлери оськен кристаллнынъ ольчюлерини ве осьюв механизмини косьтерген JMA индексининъ (n) къыйметлерине келише. Кесик къыймети исе ln k денъишмемезлигинен косьтерильген осьюв сурьатыны косьтере. ДжМА индексининъ (n) къыйметлери 0,35-тен 0,75-ке къадар денъише. Бу n къыймети кристаллларнынъ бир ольчюли осьмесине малик олгъаныны ве диффузия иле идаре этильген осьюв механизмине уйгъаныны косьтере; 0 < n < 1 бир ольчюли осьювни, n < 1 исе диффузия иле идаре этильген осьюв механизмини косьтере. 18 Даимий k нинъ осьюв сурьаты араретнинъ арткъанына коре эксиле, бу исе кристалллашув джерьяны даа алчакъ араретлерде тездже олгъаныны косьтере. Бу исе, даа алчакъ араретлерде эритменинъ зияде тоюнувынынъ артмасынен багълыдыр.
Джонсон-Мель-Аврами (ДжМА) никель сульфат гексагидратнынъ чешит кристалллашув араретлериндеки графиклери: а) 25 °С, б) 30 °С, в) 35 °С ве г) 40 °С.
Легирлейиджилернинъ къошулмасына коре, бутюн араретлерде осьюв сурьатынынъ айны шекили косьтерильди. Допантнынъ концентрациясы 2,5 г/л олгъанда, кристаллнынъ осьюв сурьаты эксиле, допантнынъ концентрациясы 2,5 г/л-ден зияде олгъанда исе, кристаллнынъ осьюв сурьаты арта. Юкъарыда къайд этильгени киби, кристаллларнынъ осьюв сурьатынынъ шекилининъ денъишмеси эритмедеки ионлар арасындаки тесирлешюв механизмининъ денъишмесинен багълыдыр. Допантнынъ концентрациясы алчакъ олгъанда, эритмедеки ионлар арасындаки ракъиплик джерьяны эритменинъ иримек къабилиетини арттыра ве бунынънен кристаллнынъ осьюв сурьатыны эксильте. 14 Бундан да гъайры, юксек концентрациялы легирлейиджилернинъ къошулмасына коре, осьюв джерьяны эп денъише. Допантнынъ концентрациясы 3,75 г/л-ден зияде олгъанда, къошма янъы кристалл озеклери пейда ола, бу исе ириген мадденинъ иримек къабилиетининъ эксильмесине кетире ве бунынънен кристаллнынъ осьюв сурьатыны арттыра. Янъы кристалл озеклернинъ пейда олувыны эки къатлы туз (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O пейда олувынен косьтермек мумкюн. 16 Кристаллнынъ осьюв механизми акъкъында лаф юрсетильгенде, рентген дифракциясы нетиджелери эки къатлы тузнынъ пейда олгъаныны тасдыкълай.
Кристалллашувнынъ активлешюв энергиясыны бельгилемек ичюн JMA график функциясы даа да къыймет кесильди. Активлешюв энергиясы Аррениус мусавийлемеси ярдымынен эсапланды ((4) мусавийлемеде косьтерильген). а рес-де ln(кг) къыймети ве 1/T къыймети арасындаки багъ косьтерильген. Сонъра, графиктен эльде этильген градиент къыйметини къулланып, активлешюв энергиясы эсапланды. б рес-де чешит кирлиликлернинъ концентрацияларында кристалллашувнынъ активлешюв энергиясынынъ къыйметлери косьтерильген. Нетиджелер шуны косьтере ки, кирнинъ концентрациясындаки денъишмелер активлешюв энергиясына тесир эте. Никель сульфат кристаллларынынъ кирлерсиз кристалллашувынынъ активлешюв энергиясы 215,79 кДж/моль. Кирнинъ концентрациясы 2,5 г/л-ге етсе, активлешюв энергиясы 3,99%-ке арта ве 224,42 кДж/моль ола. Активлешюв энергиясынынъ артмасы кристалллашув джерьянынынъ энергия манъзыльнинъ арткъаныны косьтере, бу исе кристаллнынъ осьюв сурьаты ве кристалл махсулдарлыгъынынъ эксильмесине кетиреджек. Кирнинъ концентрациясы 2,5 г/л-ден зияде олгъанда, кристалллашувнынъ активлешюв энергиясы эп эксиле. г/л кирлиликнинъ концентрациясында активлешюв энергиясы 205,85 кДж/моль ола, бу исе 2,5 г/л кирлиликнинъ концентрациясындаки активлешюв энергиясындан 8,27% эксиктир. Активлешюв энергиясынынъ эксильмеси кристалллашув джерьянынынъ къолайлашкъаныны косьтере, бу исе кристаллнынъ осьюв сурьатынынъ ве кристаллнынъ махсулдарлыгъынынъ артмасына кетире.
а) ln(кг) 1/T гъа нисбетен графикнинъ уйгъунлаштырылмасы ве б) чешит кирлилик концентрацияларында кристалллашувнынъ активлешюв энергиясы Eg.
Кристаллнынъ осьюв механизми ХРТ ве ФТИР спектроскопиясы ярдымынен огренильди, кристаллнынъ осьюв кинетикасы ве активация энергиясы талиль этильди. рес-де ХРТ нетиджелери косьтерильген. Малюматлар PDF #08–0470 иле келише, бу исе α-NiSO4 6H2O (къырмызы кремний) олгъаныны косьтере. Кристалл тетрагональ системагъа аит, бошлукъ группасы Р41212, бирлем ульке параметрлери а = б = 6,782 Å, в = 18,28 Å, α = β = γ = 90°, колеми исе 840,8 Å3. Бу нетиджелер эвельде Маноменова ве башкъалары тарафындан дердж этильген нетиджелернен келише. 19 NH4+ ионларынынъ кирмеси де (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O пейда олувына кетире. Малюматлар 31–0062 No-ли PDF-ке аиттир. Кристалл моноклин системасына, Р21/а бошлукъ группасына аиттир, бирлем ульке параметрлери а = 9,186 Å, б = 12,468 Å, в = 6,242 Å, α = γ = 90°, β = 106,93°, колеми исе 64 Å. Бу нетиджелер Су ве башкъалары тарафындан хабер этильген эвельки араштырмагъа келише.20.
Никель сульфат кристалларынынъ рентген дифракциясы шекиллери: (а–б) 0,5%, (в–г) 1%, (д–е) 1,5%, (ж–з) 2% урлукъ нисбети. Сагъ ресим — сол ресимнинъ буюклештирильген корюнишидир.
б, г, е ве з рес-лерде косьтерильгени киби, 2,5 г/л — къошма туз пейда олмадан, эритмеде аммиак концентрациясынынъ энъ юксек сынъырыдыр. Кирнинъ концентрациясы 3,75 ве 5 г/л олгъанда, кристалл къурулышына NH4+ ионлары къошулып, муреккеп туз (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O пейда ола. Малюматкъа коре, муреккеп тузнынъ энъ юксек интенсивлиги кирлиликнинъ концентрациясы 3,75-тен 5 г/л-ге къадар арткъан сайын арта, хусусан 2θ 16,47° ве 17,44° температурада. Муреккеп тузнынъ тёпесининъ артмасы тек химиявий мувазене принципинен багълыдыр. Лякин 2θ 16,47°-де базы аномаль тёпеликлер козьге чарпа, буны кристаллнынъ эластик деформациясынен багъламакъ мумкюн. 21 Характеристика нетиджелери де урлукъ нисбетининъ зияде олмасы муреккеп тузнынъ энъ юксек интенсивлигининъ эксильмесине кетиргенини косьтере. Урлукъларнынъ нисбети зияде олса, кристалллашув джерьяны тезлеше, бу исе ириген мадденинъ эп эксильмесине кетире. Бу вазиетте кристалл осьюв джерьяны урлукъ устюнде топлана, янъы фазларнынъ пейда олувы исе эритменинъ эксильген зияде тоюнувындан кедер эте. Аксине, урлукъ нисбети алчакъ олгъанда, кристалллашув джерьяны яваш кече, эритменинъ зияде тоюнувы исе нисбетен юксек севиеде къала. Бу вазиет аз ириген эки тузнынъ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O ядроланмасы имкяныны арттыра. Эки къатлы туз ичюн энъ юксек интенсивлик малюматлары 3 джедвельде берильген.
NH4+ ионларынынъ олмасы себебинден эв саиби решеткасындаки эр анги бир бозукълыкъ я да къурулыш денъишмелерини тешкермек ичюн ФТИР характеристикасы япылды. 2% даимий экюв нисбети олгъан нумюнелерге характеристика берильди. рес-де ФТИР характеристикасынынъ нетиджелери косьтерильген. 3444, 3257 ве 1647 см−1 ерде козьге чарпкъан кенъ тёпеликлер молекулаларнынъ О–Н созулув шекиллеринен багълыдыр. 2370 ве 2078 см−1 ердеки тёпеликлер сув молекулалары арасындаки молекулаара гидроген багъларыны косьтере. 412 см−1 ердеки лента Ni–O созулув титревлерине аиттир. Бундан да гъайры, сербест SO4− ионлары 450 (υ2), 630 (υ4), 986 (υ1) ве 1143 ве 1100 см−1 (υ3) дёрт эсас титрев режимини косьтере. υ1-υ4 ишаретлери титрев режимлерининъ хусусиетлерини косьтере, мында υ1 — дегенератив олмагъан режимни (симметрик узатма), υ2 — эки кере гъайрыдан дегенератив режимни (симметрик букюв), υ3 ве υ4 исе учь кере дегенератив режимлерни, асимметрик олгъан асимметрик созулув оларакъ косьтере. 22,23,24 Характеристика нетиджелери аммиак кирлерининъ олмасы 1143 см-1 далгъа ракъамында къошма тёпе бергенини косьтере (ресимде къырмызы даире иле къайд этильген). 1143 см-1 ердеки къошма тёпе NH4+ ионларынынъ концентрациясына бакъмадан олмасы решетка къурулышынынъ бозулмасына себеп олгъаныны косьтере, бу исе кристалл ичиндеки сульфат ион молекулаларынынъ титрев сыкълыгъынынъ денъишмесине кетире.
Кристалл осьмеси ве активлешюв энергиясынынъ кинетик арекетинен багълы ХРД ве ФТИР нетиджелерине эсасланып, 8 рес-де NH4+ кирлери къошулгъанда никель сульфат гексагидратнынъ кристалллашув джерьянынынъ схемасы косьтерильген. Кирлер олмагъанда, Ni2+ ионлары H2O иле реакциягъа кирип, никель гидраты [Ni(6H2O)]2− мейдангъа кетиреджеклер. Сонъра никель гидраты озь-озюнден SO42− ионларынен бирлешип, Ni(SO4)2 6H2O озеклерини мейдангъа кетире ве никель сульфат гексагидраты кристаллларына чевириле. Иритильген аммиак кирлерининъ даа алчакъ концентрациясы (2,5 г/л я да ондан эксик) къошулгъанда, [Ni(6H2O)]2− SO42− ионларынен бутюнлей бирлешмек къыйын ола, чюнки [Ni(6H2O)]2− ве NH4+ ионлары SO42− ионларынен бирлешмек ичюн ярыш этелер, амма даа етерли дереджеде i. Бу вазиет кристалллашувнынъ активлешюв энергиясынынъ артмасына ве кристаллларнынъ осьмесининъ явашлавына кетире. 14,25 Никель сульфат гексагидрат озеклери пейда олып, кристаллларгъа чевирильген сонъ, кристалл юзюнде бир къач NH4+ ве (NH4)2SO4 ионлары адсорбциялана. Бу, НШ-8 ве НШ-12 нумюнелериндеки SO4− ионынынъ (далгъа ракъамы 1143 см−1) функциональ группасы легирлев джерьяны олмадан шекилленип къалгъаныны анълата. Кирнинъ концентрациясы юксек олгъанда, кристалл къурулышына NH4+ ионлары кирип башлай ве эки къатлы тузлар пейда ола. 16 Бу адисе эритмеде SO42− ионларынынъ эксиклиги себебинден пейда ола ве SO42− ионлары никель гидратларына аммоний ионларындан тездже багълана. Бу механизм эки къатлы тузларнынъ ядроланмасына ве осьмесине ярдым эте. Иритюв джерьянында бир вакъытта Ni(SO4)2 6H2O ве (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O озеклери пейда ола, бу исе эльде этильген озеклернинъ сайысы артмасына кетире. Озеклернинъ сайысы артса, кристаллларнынъ осьмеси тезлешмесине ве активлешюв энергиясынынъ эксильмесине ярдым эте.
Никель сульфат гексагидратыны сувда иритип, аз микъдарда ве чокъ микъдарда аммиак сульфаты къошып, сонъра кристалллашув джерьяныны кечирмекнинъ химиявий реакциясыны бойле ифаде этмек мумкюн: 1.1.
СЭМ характеристикасынынъ нетиджелери 9 рес-де косьтерильген.Характеристиканынъ нетиджелери къошулгъан аммиак тузынынъ микъдары ве урлукъ нисбети кристалл шекилине ич бир тюрлю тесир этмегенини косьтере. Пейда олгъан кристаллларнынъ колеми нисбетен денъишмей, амма базы нокъталарда даа буюк кристалллар пейда ола. Лякин аммиак тузынынъ концентрациясы ве урлукъ нисбетининъ пейда олгъан кристаллларнынъ орта колемине тесирини бельгилемек ичюн даа илеридеки характеристика керек.
NiSO4 6H2O нинъ кристалл морфологиясы: (а–д) 0,5%, (е–й) 1%, (з–о) 1,5% ве (р–у) 2% урлукъ нисбети NH4+ концентрациясынынъ тёпеден ашагъыгъа денъишювини косьтере, бу исе 0, 1,25, 2,5 г/5 л.
а рес-де чешит тюрлю кирлилик концентрациясы олгъан кристаллларнынъ ТГА эгрилери косьтерильген. ТГА анализи 2% экюв нисбети олгъан нумюнелер узеринде япылды. Пейда олгъан бирикмелерни бельгилемек ичюн НШ-20 нумюнесинде де ХРТ анализи япылды. б рес-де косьтерильген ХРС нетиджелери кристалл къурулышындаки денъишмелерни тасдыкълай. Термогравиметрик ольчюлер синтез этильген бутюн кристалллар 80°С-ке къадар иссилик тургъунлыгъыны косьтере. Сонъра арарет 200°С-ке чыкъкъанда, кристаллнынъ агъырлыгъы 35% эксильди. Кристаллларнынъ агъырлыкъ джоюлувы парчаланув джерьянынен багълыдыр, бу джерьянда 5 сув молекуласы джоюлып, NiSO4 H2O мейдангъа келе. Сыджакълыкъ 300—400°С-ке чыкъкъан сонъ, кристаллларнынъ агъырлыгъы кене эксиле. Кристаллларнынъ агъырлыкъ джоюлувы 6,5% якъын олса, НШ-20 кристалл нумюненинъ агъырлыкъ джоюлувы бираз зияде, там 6,65% олды. НШ-20 нумюнесинде NH4+ ионларынынъ NH3 газына парчаланмасы бираз зияде редуцирленювге кетире. Сыджакълыкъ 300-ден 400°С-ке къадар арткъан сайын кристаллларнынъ агъырлыгъы эксиле, нетиджеде бутюн кристалллар NiSO4 къурулышына малик ола. 700°С-тен 800°С-ке къадар араретни котермек кристалл къурулышынынъ NiO-гъа чевирильмесине себеп олды, бу исе SO2 ве O2 газларынынъ чыкъмасына себеп олды.25,26.
Никель сульфат гексагидрат кристалларынынъ темизлигини DC-Arc ICP-MS алетининъ ярдымынен NH4+ концентрациясыны къыймет кесюв ёлунен бельгиледилер. Никель сульфат кристалларынынъ темизлигини (5) формуласы ярдымынен бельгиледилер.
Бу ерде Ма — кристаллдаки кирлернинъ массасы (мг), Мо — кристаллнынъ массасы (мг), Са — эритмедеки кирлернинъ концентрациясы (мг/л), V — эритменинъ колеми (л).
рес-де никель сульфат гексагидраты кристалларынынъ темизлиги косьтерильген. Темизликнинъ къыймети 3 хусусиетнинъ орта къыйметидир. Нетиджелер шуны косьтере ки, урлукъ нисбети ве кирлиликнинъ концентрациясы пейда олгъан никель сульфат кристалларынынъ темизлигине догърудан-догъру тесир эте. Кирлернинъ концентрациясы не къадар юксек олса, кирлернинъ озьлерине синъдирильмеси о къадар буюк ола, бунынъ нетиджесинде пейда олгъан кристаллларнынъ темизлиги эксиле. Лякин кирлернинъ ютулув шекили кирлернинъ концентрациясына коре денъише биле, нетидже графикинде исе кристалллар тарафындан кирлернинъ умумий ютулмасы ич де эмиетли денъишмегенини косьтере. Бундан да гъайры, бу нетиджелер де зияде урлукъ нисбети кристаллларнынъ темизлигини юксельте биледжегини косьтере. Бу адисе шунынъ ичюн мумкюн ки, пейда олгъан кристалл озеклерининъ чокъусы никель озеклеринде топлангъанда, никель ионларынынъ никель устюнде топланув ихтималы зияде ола. 27 .
Тедкъикъат аммиак ионлары (NH4+) никель сульфат гексагидраты кристаллларынынъ кристалллашув джерьянына ве кристалл хусусиетлерине эмиетли дереджеде тесир этелер, эм де урлукъ нисбетининъ кристалллашув джерьянына тесирини ачыкълады.
Аммиакнынъ концентрациясы 2,5 г/л-ден зияде олгъанда, кристаллнынъ чыкъышы ве кристаллнынъ осьюв сурьаты эксиле. Аммиакнынъ концентрациясы 2,5 г/л-ден зияде олгъанда, кристаллнынъ чыкъышы ве кристаллнынъ осьюв сурьаты арта.
Никель иляджына кирлер къошулса, NH4+ ве [Ni(6H2O)]2− ионлары арасында SO42− ичюн ракъиплик арта, бу исе активлешюв энергиясынынъ артмасына кетире. Юксек концентрациялы кирлер къошулгъан сонъ активлешюв энергиясынынъ эксильмеси NH4+ ионларынынъ кристалл къурулышына кирмесинен багълыдыр ве бойлеликнен эки къатлы туз (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O пейда ола.
Юксек экюв нисбетини къулланмакъ никель сульфат гексагидратнынъ кристалл махсулдарлыгъыны, кристалл осьюв сурьатыны ве кристалл темизлигини яхшылаштырмакъ мумкюн.
Демирель, Х. С. ве дигерлери. Латеритни ишлемек вакътында батарея сыныфлы никель сульфат гидратынынъ анти-иритиджи кристалллашмасы. Сентябрь айында темизлев технологиясы, 286, 120473. 2022 с.
Сагунтала, П. ве Ясота, П. Юксек араретлерде никель сульфат кристалларынынъ оптик къулланмалары: Легирлейиджи оларакъ къошулгъан аминокислоталарнен характеристика берюв чалышмалары. Матер. Бугунь Проц. 9, 669-673 сенелери. 10.1016/Дж.МАТПР.2018.10.391 (2019) сенеси чыкъкъан.
Бабаахмади, В. ве дигерлери. Редуцированный графен оксид устюнде полиол вастасынен басма иле токъумаджылыкъ юзлеринде никель орьнеклерини электро-чёкюв. Коллоид юзлернинъ физика ве химиявий инженериясы меджмуасы 703, 135203. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024).
Фрейзер, Дж., Андерсон, Дж., Лазуэн, Дж. ве дигерлери. «Электрик автомобиль батареялары ичюн никельнинъ келеджек талабы ве теминатынынъ хавфсызлыгъы.» Авропа Бирлигининъ неширлер идаресининъ; (2021 сенеси). 10.2760/212807 рес.
Хан, Б., Бёкман, О., Уилсон, Б. П., Лундстрём, М. ве Лухи-Культанен, М. Никель сульфатны сувутувнен партийный кристаллизация ёлунен темизлев. Химия инженерлиги технологиясы 42 (7), 1475-1480. 10.1002/СЕАТ.201800695 (2019) сенеси чыкъкъан.
Ма, Ю. ве дигерлери. Литий-ион батареялары материаллары ичюн маден тузларыны чыкъарувда ягъмур ве кристаллизация усулларыны къулланув: текрарлав. Маденлер. (12), 1-16 сенелери. 10.3390/МЕТ10121609 (2020 сенеси) чыкъкъан.
Масалов, В. М. ве дигерлери. Никель сульфат гексагидраты (α-NiSO4.6H2O) монокристаллларынынъ стационар арарет градиент шараитлеринде осьмеси. Кристаллография акъкъында. (6), 963-969 сенелери. 2015 сенеси чыкъкъан «С1063774515060206» (2015 сенеси).
Чудхури, Р. Р. ве дигерлери. α-никель сульфат гексагидрат кристаллары: Осюв шараитлери, кристалл къурулышы ве хусусиетлери арасындаки багъ. ЯпКр. 52, 1371-1377 сенелери. 2019 сенеси чыкъкъан «С1600576719013797ФАЙЛ» (2019 сенеси).
Хан, Б., Бёкман, О., Уилсон, Б. П., Лундстрём, М. ве Лухи-Культанен, М. Никель сульфатыны партийный сувутылгъан кристаллизация ёлунен темизлев. Химия инженерлиги технологиясы 42 (7), 1475-1480. 10.1002/цеат.201800695 (2019) сенеси чыкъкъан.