楊家寬教授團隊在ACS Sustainable Chem. Eng.上發表論文提出一種廢鉛酸電池鉛膏綠色轉化為硫化鉛樹枝晶的工藝

2021-01-16 環境電化學與功能材料
nable Chemistry & Engineering 上發表論文提出一種廢鉛酸電池鉛膏綠色轉化為硫化鉛樹枝晶的工藝


2018年11月20日,美國化學學會(ACS)旗下期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering (影響因子6.140)在線發表了我院楊家寬教授團隊在廢鉛酸電池鉛膏資源化回收領域的最新研究成果,題為「Synthesis of the PbS Dendritic Nanostructure Recovered from a Spent Lead-Acid Battery via an Integrated Vacuum Chlorinating and Hydrothermal Process」(2018, 6 (12), pp 17333–17339)的文章。該論文以華中科技大學環境科學與工程學院為第一完成單位,論文的共同通訊作者為環境科學與工程學院楊家寬教授和胡敬平教授,劉康博士後為第一作者。該論文創新性的提出了廢鉛酸電池鉛膏轉化為樹枝狀硫化鉛的綠色合成工藝。

鉛酸電池由於報廢量巨大,含有大量重金屬鉛被視為一種危險廢物。該研究採用真空氯化法和水熱合成法兩步工藝將廢鉛膏轉化為3-D結構的硫化鉛(PbS)樹枝晶產品。首先以氯化鈣作為氯化試劑,採用真空氯化揮發工藝成功實現廢鉛膏中不同鉛組分(PbSO4/PbO2/PbO/Pb)向高純度氯化鉛的轉化和硫酸根在殘渣中的同步固定,獲得的氯化鉛產品經過鑑定純度高達99.7 wt%。隨後,以高純度氯化鉛為鉛源、硫脲為硫源、水為溶劑,在120 oC水熱反應24 h獲得了高純度的3-D結構的硫化鉛樹枝晶產品。該工藝具備顯著的環境友好性,同時展現了巨大的潛在工業化前景。



全文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.8b04844

  

楊家寬教授團隊長期致力於電子廢棄物等固廢的資源化和無害化處置研究,先後承擔了國家科技支撐計劃項目「廢鉛蓄電池無害化再生關鍵技術與工程示範」 (2014BAC03B02),國家自然科學基金項目(51708239,51508214,50804017)等項目。最近獲批的國家重點研發計劃固廢專項課題「固體廢物利用處置環境風險綜合調控研究」(2018YFC190015),將繼續開展電子廢棄物的柔性分離技術及毒害組份高效阻斷研究。項目成果目前正在與湖北金洋冶金股份有限公司等企業開展產業化合作與推廣。


劉康

2016.07博士畢業於中國科學院生態環境研究中心。2016.09-2018.09在華中科技大學環境學院與工程學院從事博士後研究工作,合作導師楊家寬教授。目前主要研究方向為電子廢棄物資源化與清潔回收,電子廢棄物研究種類涵蓋廢棄鋰電池,廢棄鉛酸電池和廢棄印刷線路板等。在Environmental Science & Technology、Journal of Hazardous Materials和Waste Management等環境主流期刊共計發表SCI論文7篇。


華中科技大學教授、博士生導師,環境科學與工程學院院長。2006-2007年劍橋大學訪問學者,2009年入選教育部新世紀人才支持計劃,2011年獲批湖北省自然科學基金重點項目傑出青年基金資助,2013年牛津大學高級訪問學者。近年來發表學術論文180餘篇,其中,近5年發表SCI論文91篇(第一作者/通訊作者61篇,平均IF=4.76),近5年SCI他引頻次總計1474次。授權發明專利33項,取得的固廢技術成果實現了產業化。共獲省部級科技獎勵4項,其中教育部自然科學一等獎1項,湖北省科技進步一等獎1項(均排名第一)。

華中科技大學教授、博士生導師,入選國家高層次人才引進計劃。 2008年於 牛津大學化學系獲博士學位;2008年在諾丁漢大學從事博士後研究,2008年至2011年在牛津大學從事博士後研究,2011年至2013年在牛津大學擔任Ramsay Fellow;2014年1月至今在華中科技大學任教授,研究方向為環境電化學與功能材料。近年來在高級氧化、電化學傳感、環境功能材料等方面取得了原創性成果。在Advanced Materials、Angew Chem、Anal Chem等國際權威期刊已發表SCI/EI論文60餘篇,獲國家發明專利、國際發明專利多項。


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