安徽工业大学有色冶金团队2023年研究成果汇总!

1、Sep. Purif. Technol.：从废弃液晶显示器中高效选择性回收铟

2023年3月，安徽工业大学姚东（第一作者），徐亮、赵卓（通讯作者）等在Separation and Purification Technology上发表了题为“Complexation mechanism of crown ether with indium in the presence of KI: Toward efficient recovery of indium from secondary resources”的研究论文。

本文针对废弃液晶显示器(LCD)浸出液复杂体系，以冠醚(CE)为基础开发了对铟具有高选择性的萃取剂；同时，向溶液中引入KI，使铟形成InI₄⁻络阴离子，削弱了铟的水合作用。实验考察了KI浓度、CE空腔大小和CE/In摩尔比对萃取过程的影响；通过密度泛函理论(DFT)计算，从几何结构优化、热力学和静电势等方面对溶剂萃取过程中铟与水分子和CE的相互作用进行了理论分析；通过质谱、¹H NMR谱和SEM-EDS进一步阐明了KI存在下CE与铟的络合机理。论文的研究结果对于从复杂体系中选择性提取铟具有良好的理论指导意义。

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https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122936

2、J. Environ. Chem. Eng.：从废ITO靶材中回收制备In- Sn合金

2023年6月，安徽工业大学徐亮（第一作者），赵卓（通讯作者）等在Journal of Environmental Chemical Engineering上发表了题为“Recycling of waste indium tin oxide target for In-Sn alloy production based on molten salt electrochemistry”的研究论文。

本研究提出了一种基于熔盐电化学的ITO废靶回收制备In-Sn合金的方法。通过循环伏安法、方波伏安法、开路计时电位法、动电位线性扫描等暂态电化学技术，系统地研究了铟、锡离子以及ITO废靶在NaCl-KCl熔盐体系中的电化学行为；通过分析不同时间阴极产物的相组成和微观结构变化，揭示了ITO电脱氧还原制备In-Sn合金的过程机理。该方法可实现ITO废靶一步电解高效制备In-Sn合金，具有流程短、能耗低、污染小等优势。相关研究结果可以为基于熔盐电化学开发高效、经济的铟二次资源回收新工艺提供坚实的理论基础。

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https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.109858

3、Hydrometallurgy.：从磷化铟半导体废料中回收铟

2023年7月，安徽工业大学张晓峰（第一作者），徐亮、赵卓（通讯作者）等在Hydrometallurgy上发表了题为“Oxidative acid leaching of indium phosphide waste and recovery of indium metal by cementation with aluminum”的研究论文。

本文提出了一种通过湿法冶金高效回收磷化铟（InP）废料中稀散金属铟的方法。首先对磷化铟废料进行氧化酸浸，在最佳条件下铟的浸出率达到99%以上；含铟溶液采用铝置换的方式回收金属铟，在一定条件下，置换出的海绵铟会自发地从铝板表面剥离，从而促进置换反应持续、稳定进行，最终实现铟回收率超过90%。置换尾液依次采用氨水中和、蒸发结晶的方式分别回收AlPO4和(NH4)2SO4，实现磷化铟废料中有价元素的综合回收。

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4、Minerals Engineering：叔胺基团功能化硫杂杯[4]芳烃衍生物高效萃取Pt(IV)

2023年11月，安徽工业大学葛涛（第一作者），徐亮、赵卓（通讯作者）等在Minerals Engineering上发表了题为“Efficient extraction of platinum(IV) using tertiary-amine groups functionalized thiacalix[4]arene as extractant”的研究论文。

本文设计并合成了上沿叔胺功能基团修饰的硫杂杯[4]芳烃衍生物，并以其作为萃取剂对盐酸介质中的Pt(IV)进行了系统性实验研究。实验结果表明，该萃取剂对Pt(IV)具有优异的配位能力，在最佳条件下萃取率可达90%以上，同时在复杂离子（Pt/Pd/Ce/La/Fe/Ni/Mg/Al）体系中可保持对Pt(IV)的良好选择性；通过斜率分析、SEM-EDS和1H NMR滴定，结合DFT模拟计算，进一步研究了萃取过程的配位机理，结果表明：萃取剂首先与HCl结合进行质子化形成铵盐络合物，然后进一步与PtCl62-发生阴离子交换反应，从而实现对盐酸介质中Pt(IV)的高效选择性萃取。

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https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108504

1、J. Clean. Prod.：废旧锂离子电池火法短流程回收锂钴镍铜

2023年7月，安徽工业大学樊友奇（第一作者），陈世梁（通讯作者）等在Journal of Cleaner Production期刊上发表了题为“A novel method for recovering valuable metals from spent lithium-ion batteries inspired by the mineral characteristics of natural spodumene”的研究论文。

废旧锂离子电池火法熔炼回收工艺具有原料适应性强，流程短的显著优势，已实现Co、Ni、Cu的高效合金化回收，但Li高分散态赋存于尖晶石（铝酸锂或锰酸锂）、硅酸盐矿相中，且含量较低（Li2O<3wt%）难以有效提取。本文受天然锂辉石（LiAlSi2O6）独特的单斜晶系特征及Li的高含量属性启发，提出了基于锂辉石型（Li2O-Al2O3-4SiO2）熔炼渣系的火法回收方法，可实现Co、Ni 和 Cu 的合金化回收率>99%，同时99%以上的Li富集在高品位 (Li2O，6.0–9.0wt%)含锂炉渣中，其锂含量超过锂辉石精矿标准（Li2O，5.5wt%）。在模拟工业条件下，该富锂渣的硫酸化焙烧-浸出评价性实验结果表明锂的浸出率>93%，证明了该富锂渣具备锂的高效可回收特性。该方法获授权发明专利1项（ZL 202210660489.X）。

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https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138043

2、Sep. Purif. Technol.：从废旧锂离子电池中选择性回收锂

2023年5月，安徽工业大学谢飞（第一作者）、姚永林（通讯作者）等在Separation and Purification Technology上发表了题为“Sustainable and selective recovery of lithium from spent lithium-ionbatteries based on hydrogen reduction: Theoretical analysis and phase transformation”的研究论文。

本文不同于传统废旧锂离子电池的还原浸出和碳热还原，而是开展了基于氢还原的工艺与理论研究。热力学计算和实验结果发现LiCoO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在低还原温度下即可在氢气气氛中转化为可溶性LiOH。同时正极粉末中的高价过渡金属被还原为低价过渡金属状态，有利于后续的酸浸过程。由于还原产物的核壳和多孔结构，生成的LiOH易浸出到水中。对于LiCoO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，浸出率分别达到98.03%和99.36%，锂浓度分别达到23.6和23.9 g/L。该方法操作简单，不产生有害物质。因此，基于氢还原-水浸的回收技术环境友好、可行性强，在工业生产中具有很大的实际应用前景。

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https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123972

3、Rare Met.：从废汽车催化剂中湿法回收铂

2023年1月，安徽工业大学葛涛（第一作者），徐亮、赵卓（通讯作者）等在Rare Metals上发表了题为“Recovery of platinum from spent automotive catalyst based on hydrometallurgy”的综述论文。

本文基于湿法冶金，对从废汽车催化剂中回收铂的富集和精炼工艺技术进行综述。金属铂具有优异的物化性能，是目前汽车催化转化器的关键原材料。含铂矿产资源储量少、分布不均且成分复杂，难以满足其日益增长的需求。废汽车催化剂作为主要的含铂二次资源，产生量大、铂含量高，其高效回收可有效缓解铂的供需压力。从废汽车催化剂中回收铂，主要包括预处理、富集和精炼三大工序，涉及火法和湿法冶金处理工艺。本文对国内外基于湿法冶金的铂富集和精炼工艺进行了讨论分析，相关内容对于理解从废汽车催化剂中回收铂工艺技术的发展现状和前沿动态具有重要参考价值。

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https://doi.org/10.1007/s12598-022-02236-2

1、 Green Chem.: 低共熔溶剂中一步电解分离回收铜和硫

2024年1月，安徽工业大学李继华（第一作者）、何世伟（通讯作者）等在Green Chemistry 上发表了题为“One-Step Separation and Recovery of Copper and Sulfur by Electrolysis in Deep Eutectic Solvents”的研究论文。

本研究利用氯化胆碱-尿素（Reline）低共熔溶剂（DES）作为电解液，通过一步电解的方法，成功实现了Cu2S的同步分离与回收。将Cu2S分离回收为金属铜和单质硫，有效解决了含硫烟气排放的问题。在优化的电解条件下成功沉积出了100-200 nm的纳米纯铜颗粒和平均尺寸约为5 μm的硫颗粒，并且阳极产物的晶型为S12和S6。Cu2S溶解于Reline时，以络合阴离子[CuCl2]-的形式存在，并不会破坏胆碱离子(Ch+)的结构。动力学研究表明，较高的温度会促进[CuCl2]-→Cu和S2-→S的氧化还原过程，提高整体反应速率。此外，[CuCl2]-的扩散系数(D)会随着温度的升高而增大。本研究为Cu2S直接分离和回收Cu和S提供了新方法。

2、Sep. Purif. Technol.：控电位电解分离熔盐中金属杂质离子

2023年4月，安徽工业大学王燕萍（第一作者）、华中胜（通讯作者）等在Separation and Purification Technology上发表了题为“Electrochemical separation of Fe(III) impurity from molten MgCl2-NaCl-KCl for magnesium electrolytic production”的研究论文。

本文对镁电解质熔盐中杂质Fe(III)的电化学行为及其对电解镁过程的影响进行了研究，并提出了一种控电位电解分离熔盐中金属杂质离子的方法。研究发现：Fe(III)离子能稳定存在于MgCl2-NaCl-KCl熔盐中，通过一步反应可直接还原为金属Fe；Fe(III)与All(III)量中杂质共存时，通过控电位电解可对其进行同步分离，以Al-Fe合金从熔盐中析出；-1.5 V恒电位电解8 h后，两种杂质的浓度分别从0.94%、1.04%降低至0.022%和0.037%，并使最终得到的金属镁纯度由99.48%提高到99.88%。本研究提出的控电位电解法分离熔盐中金属杂质离子具有操作简单、无需其它辅助设备、清洁高效的特点，具有良好的工业应用前景。

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https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123857

3、J. AM. CERAM. SOC.: 高温熔盐中电泳与电化学同时进行的电共沉积方法制备(Ti, Mo)B2涂层

2023年1月，安徽工业大学金维亮（第一作者）、肖赛君（通讯作者）等在Journal of American Ceramic Society上发表了题为“Synthesis of a (Ti, Mo)B2 coating by electro-codeposition in NaCl–KCl–AlCl3–MoO3 melt containing TiB2 nanoparticles”的研究论文。

本文提供了一种全新的熔盐电沉积方法，即在合适电压的作用下，NaCl–KCl–AlCl3熔盐中纳米TiB2颗粒的电泳沉积与金属钼离子的电化学沉积能够同时在阴极进行，得到的金属钼与纳米TiB2在阴极基体上发生固溶反应形成(Ti, Mo)B2复合涂层。该方法已获授权发明专利一项。该研究是肖赛君团队探索发现的“高温熔盐中纳米颗粒电泳沉积”方向的拓展，已被国际科技机构Advances in Engineering进行专题报道。（链接：https://advanceseng.com/synthesis-ti-mob2-coating-electro-codeposition-molten-salts-i-e-combination-electrochemical-electrophoretic-deposition/）。

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https://doi.org/10.1111/jace.18802

1、J Eur. Ceram. Soc.:金刚石/碳化硅复合材料的介电特性与介电极化机理

2023年11月安徽工业大学刘鹏飞（第一作者）、韩召（通讯作者）等在Journal of the European Ceramic Society 上发表了题为“Dielectric properties of diamond/SiC composite fabricated by Si vapor infiltration process”的研究论文。

文章专注于功率半导体封装用高导热陶瓷基板的介电特性与介电极化机理。研究发现金刚石/碳化硅复合材料介电常数取决于增强相与基体的体积分数，并且由于界面和基体缺陷的存在，复合材料的介电常数大于任意组分的介电常数值。在低频下，复合材料介电损耗主要以电导损耗为主，而高频下，复合材料介电损耗主要以德拜弛豫与界面极化损耗为主。该研究探明了金刚石/碳化硅复合材料的介电特性与介电极化机理，为复合材料结构设计与介电性能优化提供了重要的理论基础。

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https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.10.011

2、ACS Appl. Electron. Mater.：高性能超宽频二维掺氮吸波碳材料

2023年11月，安徽工业大学谢飞（第一作者）、姚永林（通讯作者）等在ACS Applied Electronic Materials上发表了题为“Corncob-derived two-dimensional N‑doped carbon sheets as the ultrabroadband microwave-absorbing material”的研究论文。

生物质碳由于来源广、具有多层次丰富结构等优点，在吸波材料领域显示出相当大的应用潜力。然而，纯碳材料存在吸收强度弱，有效频宽窄的缺点。本研究以玉米芯为生物质前驱体，三聚氰胺为氮源，制备了二维氮掺杂碳片。氮掺杂后，由于结构、形貌和成分对电磁参数的综合影响，样品在低频区具有较高的损耗能力，在高频区阻抗匹配增强。因此，全频段的吸收性能显著增强，有利于宽带吸收。当样品厚度为2.6 mm时，样品在14.64 GHz处的RL最小值达到−57.27 dB。此外，当厚度为2.9 mm时，有效带宽高达8.26 GHz (9.74 ~ 18.00 GHz)。强吸收和宽有效带宽表明，本研究的掺氮碳片可以作为一种潜在的微波吸收材料。

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https://doi.org/10.1021/acsaelm.3c01016

3. Langmuir：表面工程在水电解气泡管理中的应用：综述

2023年11月，安徽工业大学程旭（第一作者），刘欢（通讯作者）等在Langmuir上发表了题为“Bubble Management for Electrolytic Water Splitting by Surface Engineering: A Review”的综述文章。

气泡管理是水电解领域面临的核心挑战之一，其对催化效率和电极健康状态具有重要影响。为实现高效稳定的水电解制氢，研究人员不断探索具有优异催化活性、低过电位和高稳定性的催化电极。在此背景下，本文全面概述了近年来在电解水分解过程中，通过表面工程对气泡进行管理的策略。详细介绍了气泡演化过程的基本理论，并通过调控电极表面的结构和组分，实现了对气泡演化过程的精确控制。文章归纳总结了四种表面修饰方法，包括表面纹理、三维结构、润湿性涂层、官能团修饰，为气泡管理提供了多样化选择。同时，探讨了外部场（如流场、声场、磁场及超声场）在气泡演化过程中的应用，为气泡管理提供了新的视角和手段。文章为高效电催化水分解电极的设计与制备提供了新的思路与方法，有望推动相关技术的进步与应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.3c02477

樊友奇

1981年生，汉族，湖南益阳人。博士，副教授，有色冶金党支部书记，冶金资源洁净高效利用安徽省协同创新中心副主任，安徽先进结构材料产业技术研究院理事。主要从事电子废弃物中稀贵金属回收理论与技术、火法冶金过程强化及高温熔体物理化学性质研究。主持国家级及省部级项目4项、大型企业产学研项目10余项。发表学术论文20余篇，授权国家发明专利10项，参与编写有色金属行业标准5项。主持安徽省重点教改项目1项，省级精品线下开放课程1门。获得安徽省科技进步二等奖1项、安徽省教学成果一等奖1项。

姚永林

1985年生，汉族，四川广元人。博士，副教授/硕士生导师，学之策科学传播中心创始人，安徽省教坛新秀，安徽工业大学教学名师，安徽工业大学青年拔尖人才。国家级一流本科课程负责人，第三届全国高校教师教学创新大赛一等奖获得者。主持省级教研项目和课程建设项目3项，获第三届NFSOC高等教育教学成果一等奖、安徽工业大学“三全育人”先进个人、优秀本科生导师、青年教师讲课比赛一等奖等荣誉及奖励20余项。长期从事有色金属分离纯化与二次资源循环利用方面的研究，主持国家自然科学基金1项，省高校自然科学研究项目1项，主持和参与产学研项目6项。发表学术论文30余篇（高被引论文1篇），申请发明专利5项，参与编写行业标准5项。获安徽省科学技术奖（自然科学奖）二等奖1项，安徽省科学技术奖（科技进步奖）二等奖1项。

肖赛君

1982年生，汉族，湖北洪湖人。博士，副教授/硕士生导师。2003年北京科技大学冶金工程专业本科毕业。2006年4月获北京科技大学有色冶金专业硕士学位。2011年5月获挪威科技大学材料科学与工程专业博士学位。2011年9月进入安徽工业大学有色冶金系从事熔盐电化学、熔盐电泳沉积与过渡金属硼化物涂层制备等研究工作。工作至今，主持国家自然科学青年基金1项、教育部留学回国人员启动基金1项、安徽省留学人员创新项目择优资助计划启动项目1项，安徽省高校自然科学研究重点项目1项；以第一作者或通讯作者身份在ACS Sustain. Chem. Eng.，T. Nonferr. Metal. Soc.，J. AM. CERAM. SOC等刊物上发表中英文学术论文40余篇；以第一发明人身份申请发明专利15项，授权14项，转化2项；指导学生获国家级科技竞赛各类奖励4项，获安徽省教学成果奖三等奖（排名第三）。共培养硕士研究生7人，其中5人在日本东北大学、武汉大学、华东理工大学与安徽工业大学攻读博士学位。

何世伟

何世伟，男，安徽芜湖人，博士，副教授，硕士生导师，安徽省教坛新秀，有色金属冶金系主任。国家自然科学基金通讯评审专家、教育部研究生教育评估检测专家、安徽省工程咨询研究院能评专家、中国有色金属智库认证专家、苏州市东吴科技领军人才、芜湖市“紫云英”计划领军人才。2016年毕业于昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，获冶金物理化学专业博士学位。自2016年12月起进入安徽工业大学冶金工程学院有色冶金系任教，从事冶金电化学相关研究工作。近5年，主持国家自然科学基金等二类课题3项，安徽省自然科学基金等三类课题3项，作为3位项目骨干之一参与国家重点研发计划1项。担任Green Chemistry、Hydrometallurgy、Surface & Coating Technology、Journal of the Electrochemical Society、International Journal of Hydrogen Energy等多个国际知名期刊的通讯评审专家。发表学术论文30余篇，其中第一或通讯作者SCI论文15篇，第一发明人申请国家发明专利10项，授权7项，转化4项，获得省部级科技进步奖2项，首批国家一流课程“物理化学D”课程负责人，主持省级教学项目1项，获安徽省第六届高校青年教师教学竞赛一等奖。

徐  亮

1989年生，汉族，辽宁抚顺人。博士，副教授/博士生导师，安徽省江淮优才，安徽工业大学青年拔尖人才、教坛新秀。现任安徽工业大学冶金工程学院院长助理，兼任国家自然科学基金评审专家、教育部研究生教育评估检测专家、安徽省科技评审专家，《稀有金属与硬质合金》、《有色设备》、《安徽工业大学学报（自然科学版）》等期刊青年编委，J. Hazard. Mater.、Sep. Purif. Technol.、Hydrometallurgy等期刊审稿人，发表学术论文60余篇，申请国家发明专利30余项，主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金等国家级、省部级科研项目10余项，获全国博士后揭榜领题优秀方案银奖、安徽省自然科学二等奖、安徽省科技进步三等奖、中国黄金协会科技进步三等奖等多项科研奖励。

刘  欢

刘欢，1987年生，汉族，河北邢台人。博士、讲师/硕士生导师。主要从事多孔金属、电解水析氢催化剂制备及性能等方面的基础研究工作，主持和参与国家自然科学基金委及省部级科研项目7项，以第一或通讯作者在Materials & Design、Materials Science and Engineering A等国内外期刊上发表论文10余篇。指导多名研究生，均以第一作者或第二作者（导师一作）在国内外高水平期刊上发表论文多篇，多次获一/二等奖学金。

田勇攀

1989年生，汉族，河南濮阳人。博士，讲师/硕士研究生导师。2011年东北大学冶金工程专业本科毕业，2013年获得东北大学有色金属冶金硕士学位，2016年获东北大学有色金属冶金博士学位。现任安徽工业大学冶金工程学院有色金属冶金系副主任，主要研究方向为铝锂钪锗等战略金属资源利用及高选择性吸附材料的设计与制备；主持国家自然科学基金青年项目1项，参与国家自然科学基金面上及联合项目3项，参与校企合作项目20余项；申请专利4项，授权2项；在Transactions of Nonferrous Metals Society of China、Journal of Alloys and Compounds、Rare Metals等期刊发表SCI学术论文20余篇；获安徽省科学技术奖（自然科学奖）二等奖1项。

陈世梁

1988年生，汉族，河南洛阳人。博士，讲师/硕士研究生导师。2014年获中南大学有色金属冶金硕士学位，2020年获东北大学与北京有色金属研究总院联合培养有色金属冶金博士学位。现任安徽工业大学冶金工程学院有色金属冶金系副主任。长期从事稀土、锂、钴、镍等关键战略金属资源分离与提取。主持稀土分离及锂资源回收相关国家自然科学基金及安徽省科技厅自然科学基金项目2项，作为核心骨干参与国家基金委、科技部、工信部及企业技术开发合作项目8项。担任Green Chemistry、Journal of Cleaner Production、Transactions of Nonferrous Metals Society of China、Journal of Rare Earths、JOM等期刊审稿人，在国际知名期刊发表学术论文10篇，获授权发明专利6项。曾获安徽工业大学青年教师讲课比赛特等奖，北京有色金属研究总院学术论文二等奖，有研稀土新材料股份有限公司研究生科研创新二等奖， “钨与稀土等国家战略资源开发利用与可持续发展” 博士后论坛优秀论文二等奖。

杨  成

1994年生，汉族，安徽芜湖人。博士，师资博士后。2017年北京科技大学冶金工程专业本科毕业，同年在北京科技大学硕博连读攻读博士学位。2022年在北京科技大学获得博士学位，博士论文获得“校级优秀博士学位论文”和“中国有色金属学会优秀博士学位论文”，同年进入安徽工业大学冶金工程学院有色金属冶金系工作。目前主持中国博士后科学基金面上项目1项、安徽省博士后研究人员科研活动经费资助项目1项，在J. Clean. Prod.、J Sep. Purif. Technol.、ACS Sustainable Chem. Eng.、J. Power Sources等国际知名期刊发表学术论文7篇（中科院大类一区论文5篇）。

刘鹏飞

1993年生，汉族，安徽六安人。博士，师资博士后。分别于2015、2018年在安徽工业大学获得学士与硕士学位，2018年于北京科技大学攻读博士。2023年1月获北京科技大学材料科学与工程专业博士学位。同年进入安徽工业大学冶金工程学院有色冶金系从事博士后研究工作。主要从事新型电子封装材料、氮化物陶瓷开发与制备相关方面的研究工作。目前，第一作者身份在J. EUR. CERAM. SOC.、COMPOS. COMMUN.等国际期刊发表学术论文6篇，获授权发明专利1项。

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