Gratias tibi ago quod nature.com invisisti. Versio navigatri quam uteris limitatam sustentationem CSS habet. Pro optima experientia, commendamus ut recentissimam versionem navigatri utaris (vel modum compatibilitatis in Internet Explorer deactivas). Praeterea, ut continua sustentatio praestetur, hic situs stilos vel JavaScript non continebit.
Hoc studium investigat effectus impuritatum NH4+ et proportionis seminum in mechanismum accretionis et actionem sulfatis niccoli hexahydrati sub crystallizatione refrigerante discontinua, et examinat effectus impuritatum NH4+ in mechanismum accretionis, proprietates thermicas, et greges functionales sulfatis niccoli hexahydrati. Ad concentrationes impuritatum humiles, iones Ni2+ et NH4+ cum SO42− pro ligatione certant, quod ad diminutionem proventus crystalli et celeritatis accretionis et ad augendam energiam activationis crystallizationis ducit. Ad altas concentrationes impuritatum, iones NH4+ in structuram crystalli incorporantur ad formandum salem complexum (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O. Formatio salis complexi ad augendam proventum crystalli et celeritatis accretionis et ad diminutionem energiae activationis crystallizationis ducit. Praesentia tam altarum quam humilium concentrationum ionum NH4+ distortionem clathri causat, et crystalli thermaliter stabiles sunt ad temperaturas usque ad 80°C. Praeterea, influxus impuritatum NH4+ in mechanismum accretionis crystalli maior est quam proportionis seminum. Cum parva est concentratio impuritatum, facile ad crystallum adhaeret; cum alta est concentratio, facile in crystallum incorporatur. Proportio seminum potest magnopere augere copiam crystalli et paulum emendare puritatem crystalli.
Nickel sulfate hexahydricum (NiSO4·6H2O) nunc est materia critica adhibita in variis industriis, inter quas fabricatione accumulatorum, galvanoplastia, catalysatores, et etiam in productione cibi, olei, et unguentorum.1,2,3 Eius momentum crescit cum rapida progressione vehiculorum electricorum, quae magnopere pendent ab accumulatoribus lithium-ion (LiB) nickel fundatis. Usus mixturarum nickel-alte contentarum, ut NCM 811, expectatur dominari usque ad annum 2030, ulterius augens postulationem nickel sulfatis hexahydrici. Tamen, propter angustias opum, productio fortasse non pariter respondebit postulationi crescenti, creando hiatum inter copiam et postulationem. Haec inopia sollicitudines de disponibilitate opum et stabilitate pretiorum excitavit, illustrans necessitatem productionis efficacis nickel sulfatis puritatis altae, stabilis, gradus accumulatoris apti.1,4
Productio nickeli sulfatis hexahydrati plerumque per crystallizationem perficitur. Inter varias methodos, methodus refrigerationis est methodus late adhibita, quae commoda habet consumptionis energiae parvae et facultatem producendi materias altae puritatis.5,6 Investigationes de crystallizatione nickeli sulfatis hexahydrati utens crystallizatione refrigerante discontinua progressum magnum fecerunt. Hodie, pleraeque investigationes in emendatione processus crystallizationis intendunt per optimizationem parametrorum ut temperaturae, celeritatis refrigerationis, magnitudinis seminum et pH.7,8,9 Finis est augere proventum crystallinum et puritatem crystallorum obtentorum. Attamen, quamvis studium comprehensivum horum parametrorum factum sit, adhuc magna lacuna est in attentione ad influxum impuritatum, praesertim ammonii (NH4+), in eventus crystallizationis adhibita.
Impuritates ammonii in solutione niccoli ad crystallizationem niccoli adhibita verisimiliter adsunt propter praesentiam impuritatum ammonii in processu extractionis. Ammonia vulgo ut agens saponificans adhibetur, quod vestigia NH4+ in solutione niccoli relinquit. 10,11,12 Quamvis impuritates ammonii ubique sint, effectus earum in proprietates crystallinas, ut structuram crystallinam, mechanismum accretionis, proprietates thermicas, puritatem, etc., adhuc parum intellecti manent. Investigatio limitata de effectibus earum magni momenti est quia impuritates accretionem crystallinam impedire vel mutare possunt et, in quibusdam casibus, ut inhibitores agere, transitionem inter formas crystallinas metastabilis et stabiles afficientes. 13,14 Intellegere ergo hos effectus est criticum ex prospectu industriali quia impuritates qualitatem producti impedire possunt.
Hoc studium, quaestione specifica fretus, propositum habuit investigare effectum impuritatum ammonii in proprietates crystallorum niccoli. Intellecto effectu impuritatum, novae methodi excogitari possunt ad earum effectus negativos moderandos et minuendos. Hoc studium etiam correlationem inter concentrationem impuritatum et mutationes in ratione seminum investigavit. Cum semen late in processu productionis adhibeatur, parametri seminum in hoc studio adhibiti sunt, et essentiale est intellegere relationem inter hos duos factores. 15 Effectus horum duorum parametrorum adhibiti sunt ad studiandum proventum crystalli, mechanismum accretionis crystalli, structuram crystalli, morphologiam, et puritatem. Praeterea, modus cineticus, proprietates thermales, et greges functionales crystallorum sub influxu impuritatum NH4+ solarum ulterius investigati sunt.
Materiae in hoc studio adhibitae fuerunt niccoli sulfas hexahydricum (NiSO₆H₂O, ≥ 99.8%) a GEM provisum; ammonii sulfas ((NH)SO₂, ≥ 99%) a Tianjin Huasheng Co., Ltd. emptum; et aqua destillata. Crystallum seminale adhibitum fuit NiSO₆H₂O, contritum et cribratum ad magnitudinem particularum uniformem 0.154 mm obtinendam. Proprietates NiSO₆H₂O in Tabula 1 et Figura 1 monstrantur.
Effectus impuritatum NH4+ et proportionis seminum in crystallizationem hexahydrati sulfatis niccoli per refrigerationem intermittentem investigatus est. Omnia experimenta temperatura initiali 25°C peracta sunt. Temperatura 25°C ut temperatura crystallizationis electa est, consideratis limitibus moderationis temperaturae per filtrationem. Crystallizatio induci potest per fluctuationes subitas temperaturae per filtrationem solutionum calidae utens infundibulo Buchner temperaturae humilis. Hic processus cineticam, absorptionem impuritatum, et varias proprietates crystallinas significanter afficere potest.
Solutio niccoli primum praeparata est dissolvendo 224 g NiSO4·6H2O in 200 ml aquae destillatae. Concentratio electa supersaturationi (S) = 1.109 respondet. Supersaturatio determinata est comparando solubilitatem crystallorum niccoli sulfatis dissolutorum cum solubilitate niccoli sulfatis hexahydrati ad 25°C. Supersaturatio inferior electa est ad crystallizationem spontaneam impediendam cum temperatura ad initialem demitteretur.
Effectus concentrationis ionis NH4+ in processum crystallizationis investigatus est addendo (NH4)2SO4 ad solutionem niccoli. Concentrationes ionum NH4+ in hoc studio adhibitae erant 0, 1.25, 2.5, 3.75, et 5 g/L. Solutio calefacta est ad 60°C per 30 min, agitatione ad 300 rpm facta, ut mixtura uniformis fieret. Deinde solutio ad temperaturam reactionis desideratam refrigerata est. Cum temperatura 25°C attigisset, variae quantitates crystallorum seminum (proportiones seminum 0.5%, 1%, 1.5%, et 2%) solutioni additae sunt. Proportio seminum determinata est comparando pondus seminis cum pondere NiSO4·6H2O in solutione.
Post additionem crystallorum seminalium solutioni, processus crystallizationis naturaliter evenit. Processus crystallizationis per triginta minuta duravit. Solutio per prelum filtrata est ut crystalli accumulati a solutione ulterius separarentur. Per filtrationem, crystalli regulariter aethanolo lavabantur ut possibilitas recrystallizationis et adhaesio impuritatum in solutione ad superficiem crystallorum minueretur. Ethanolum electum est ad crystallos lavandos quia crystalli in ethanolo insolubiles sunt. Crystalli filtrati in incubatore laboratorium ad 50°C positi sunt. Parametri experimentales in hoc studio adhibiti in Tabula 2 monstrantur.
Structura crystallina instrumento XRD (SmartLab SE—HyPix-400) determinata est et praesentia compositorum NH4+ detecta est. Characteristica SEM (Apreo 2 HiVac) ad morphologiam crystallinam analysandam peracta est. Proprietates thermales crystallorum instrumento TGA (TG-209-F1 Libra) determinatae sunt. Greges functionales FTIR (JASCO-FT/IR-4X) analysati sunt. Puritas exemplaris instrumento ICP-MS (Prodigy DC Arc) determinata est. Exemplum paratum est dissolvendo 0.5 g crystallorum in 100 mL aquae destillatae. Proventus crystallizationis (x) calculatus est dividendo massam crystalli emissi per massam crystalli ingressi secundum formulam (1).
ubi x est copia crystallorum, variante a 0 ad 1, mout est pondus crystallorum productorum (g), min est pondus crystallorum inceptorum (g), msol est pondus crystallorum in solutione, et mseed est pondus crystallorum seminantium.
Proventus crystallizationis ulterius investigatus est ad cineticam accretionis crystalli determinandam et valorem energiae activationis aestimandum. Hoc studium cum ratione seminationis 2% et eadem ratione experimentali ac antea peractum est. Parametri cineticae crystallizationis isothermicae determinati sunt aestimando proventum crystalli variis temporibus crystallizationis (10, 20, 30, et 40 min) et temperaturis initialibus (25, 30, 35, et 40°C). Concentrationes selectae ad temperaturam initialem valoribus supersaturationis (S) 1.109, 1.052, 1, et 0.953 respective respondebant. Valor supersaturationis determinatus est comparando solubilitatem crystallorum sulfatis niccoli dissoluti cum solubilitate sulfatis niccoli hexahydrati ad temperaturam initialem. In hoc studio, solubilitas NiSO4·6H2O in 200 mL aquae ad varia temperatura sine impuritatibus in Figura 2 ostenditur.
Theoria Johnson-Mail-Avrami (theoria JMA) ad analysandum modum crystallizationis isothermicae adhibetur. Theoria JMA eligitur quia processus crystallizationis non fit donec crystalla seminalia solutioni addantur. Theoria JMA sic describitur:
Ubi x(t) transitionem tempore t repraesentat, k constantem celeritatis transitionis repraesentat, t tempus transitionis repraesentat, et n indicem Avrami repraesentat. Formula 3 ex formula (2) derivatur. Energia activationis crystallizationis per aequationem Arrhenii determinatur:
Ubi kg est constans celeritatis reactionis, k₀ est constans, Eg est energia activationis accretionis crystalli, R est constans gasis molaris (R=8.314 J/mol K), et T est temperatura crystallizationis isotherma (K).
Figura 3a ostendit rationem seminationis et concentrationem dopantis effectum habere in productionem crystallorum niccoli. Cum concentratio dopantis in solutione ad 2.5 g/L aucta est, productio crystalli a 7.77% ad 6.48% (proportio seminum 0.5%) et a 10.89% ad 10.32% (proportio seminum 2%) decrevit. Ulterius incrementum concentrationis dopantis ad correspondentem augmentum in productione crystalli duxit. Maxima productio 17.98% attigit cum proportio seminationis 2% et concentratio dopantis 5 g/L erat. Mutationes in exemplo productionis crystalli cum incremento concentrationis dopantis fortasse ad mutationes in mechanismo accretionis crystalli referuntur. Cum concentratio dopantis humilis est, iones Ni2+ et NH4+ pro ligatione cum SO42− certant, quod ad augmentum solubilitatis niccoli in solutione et decrementum productionis crystalli ducit. 14 Cum concentratio impuritatum alta est, processus certaminis adhuc fit, sed nonnulli iones NH4+ cum ionibus niccoli et sulfatis coordinantur ut salem duplicem niccoli ammonii sulfatis forment. 16 Formatio salis duplicis ad diminutionem solubilitatis substantiae solutae ducit, ita productionem crystallorum augens. Augmentum rationis seminationis productionem crystallorum continuo augere potest. Semina processum nucleationis et incrementum crystallorum spontaneum initiare possunt, superficiem initialem praebendo ubi ionibus soluti se ordinare et crystallos formare possunt. Cum proportio seminationis crescit, superficies initialis ubi ionibus se ordinare licet augetur, ita plura crystalla formari possunt. Ergo, incrementum rationis seminationis effectum directum habet in celeritatem incrementi crystallorum et productionem crystallorum. 17
Parametri NiSO4·6H2O: (a) proventus crystallorum et (b) pH solutionis niccoli ante et post inoculationem.
Figura 3b ostendit proportionem seminum et concentrationem dopantis pH solutionis niccoli afficere ante et post additionem seminum. Propositum monitorationis pH solutionis est intellegere mutationes in aequilibrio chemico in solutione. Ante additionem crystallorum seminalium, pH solutionis solet decrescere propter praesentiam ionum NH4+ qui protones H+ liberant. Augmentatio concentrationis dopantis efficit ut plures protones H+ liberentur, ita pH solutionis decrescens. Post additionem crystallorum seminalium, pH omnium solutionum augetur. Incrementum pH positive correlatur cum incremento productionis crystallorum. Minimus valor pH obtentus est ad concentrationem dopantis 2.5 g/L et proportionem seminum 0.5%. Cum concentratio dopantis augetur ad 5 g/L, pH solutionis augetur. Hoc phaenomenon satis intelligibile est, cum disponibilitas ionum NH4+ in solutione decrescat vel propter absorptionem, vel propter inclusionem, vel propter absorptionem et inclusionem ionum NH4+ a crystallis.
Experimenta et analysis de productione crystallorum porro peracta sunt ad determinandum mores cineticos accretionis crystallorum et ad calculandam energiam activationis accretionis crystallorum. Parametri cineticae crystallizationis isothermalis in sectione Methodorum explicati sunt. Figura 4 ostendit diagramma Johnson-Mehl-Avrami (JMA) quod mores cineticos accretionis crystallorum niccoli sulfatis ostendit. Diagramma generatum est per delineationem valoris ln[− ln(1− x(t))] contra valorem lnt (Aequatio 3). Valores gradientis ex diagramma obtenti respondent valoribus indicis JMA (n), qui dimensiones crystalli crescentis et mechanismum accretionis indicant. Valor autem liminis indicat ratem accretionis, quae constante lnk repraesentatur. Valores indicis JMA (n) variant ab 0.35 ad 0.75. Hic valor n indicat crystallos habere accretionem unidimensionalem et mechanismum accretionis diffusione moderatam sequi; 0 < n < 1 indicat accretionem unidimensionalem, dum n < 1 indicat mechanismum accretionis diffusione moderatam. 18 Celeritas accretionis constantis k cum temperatura crescente decrescit, quod indicat processum crystallizationis celerius ad temperaturas inferiores fieri. Hoc cum incremento supersaturationis solutionis ad temperaturas inferiores coniunctum est.
Diagrammata Johnson-Mehl-Avrami (JMA) hexahydrati sulfatis niccoli ad diversas temperaturas crystallizationis: (a) 25°C, (b) 30°C, (c) 35°C et (d) 40°C.
Additio dopantium eundem modum incrementi celeritatis omnibus temperaturis ostendit. Cum concentratio dopantis 2.5 g/L esset, celeritas incrementi crystalli decrevit, et cum concentratio dopantis altior quam 2.5 g/L esset, celeritas incrementi crystalli aucta est. Ut ante dictum est, mutatio in modo incrementi crystalli ex mutatione in mechanismo interactionis inter iones in solutione oritur. Cum concentratio dopantis humilis est, processus certaminis inter iones in solutione solubilitatem substantiae solutae auget, ita celeritatem incrementi crystalli minuens. 14 Praeterea, additio altarum concentrationum dopantium processum incrementi significanter mutat. Cum concentratio dopantis 3.75 g/L excedit, novi nuclei crystallini additionales formantur, quod ad diminutionem solubilitatis substantiae solutae ducit, ita celeritatem incrementi crystalli augens. Formatio novorum nucleorum crystallinorum demonstrari potest per formationem salis duplicis (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O. 16 Cum de mechanismo accretionis crystallorum disseritur, eventus diffractionis radiorum X formationem salis duplicis confirmant.
Functio diagrammatis JMA ulterius aestimata est ad energiam activationis crystallizationis determinandam. Energia activationis per aequationem Arrhenii calculata est (in aequatione (4) demonstrata). Figura 5a relationem inter valorem ln(kg) et valorem 1/T ostendit. Deinde, energia activationis per valorem gradientis ex diagramma obtentum calculata est. Figura 5b valores energiae activationis crystallizationis sub diversis concentrationibus impuritatum ostendit. Resultata ostendunt mutationes in concentratione impuritatum energiam activationis afficere. Energia activationis crystallizationis crystallorum niccoli sulfatis sine impuritatibus est 215.79 kJ/mol. Cum concentratio impuritatum 2.5 g/L attingit, energia activationis 3.99% ad 224.42 kJ/mol augetur. Incrementum energiae activationis indicat impedimentum energiae processus crystallizationis augeri, quod ad decrementum in celeritate accretionis crystalli et proventu crystalli ducet. Cum concentratio impuritatum plus quam 2.5 g/L est, energia activationis crystallizationis significanter decrescit. Ad concentrationem impuritatum 5 g/l, energia activationis est 205.85 kJ/mol, quae est 8.27% minor quam energia activationis ad concentrationem impuritatum 2.5 g/l. Diminutio energiae activationis indicat processum crystallizationis faciliorem fieri, quod ad augmentum celeritatis accretionis crystalli et proventus crystalli ducit.
(a) Aptatio diagrammatis ln(kg) contra 1/T et (b) energia activationis Eg crystallizationis ad diversas concentrationes impuritatum.
Mechanismus accretionis crystalli per spectroscopiam XRD et FTIR investigatus est, et cinetica accretionis crystalli necnon energia activationis analysatae sunt. Figura 6 eventus XRD ostendit. Data congruunt cum PDF #08–0470, quod indicat α-NiSO4⁶H₂O (silicem rubram) esse. Crystallum ad systema tetragonale pertinet, grex spatialis est P41212, parametri cellulae unitatis sunt a = b = 6.782 Å, c = 18.28 Å, α = β = γ = 90°, et volumen est 840.8 Å3. Haec eventa congruunt cum eventibus antea a Manomenova et al. publicatis.19 Introductio ionum NH4+ etiam ad formationem (NH4)2Ni(SO4)2⁶H₂O ducit. Data ad PDF No. 31–0062 pertinent. Crystallum ad systema monoclinum pertinet, gregem spatialem P21/a, parametri cellulae unitatis sunt a = 9.186 Å, b = 12.468 Å, c = 6.242 Å, α = γ = 90°, β = 106.93°, et volumen est 684 Å3. Haec eventa congruunt cum studio priori a Su et al. relato [20].
Figurae diffractionis radiorum X crystallorum sulfatis niccoli: (a–b) 0.5%, (c–d) 1%, (e–f) 1.5%, et (g–h) 2% proportio seminum. Imago dextra est prospectus amplificatus imaginis sinistrae.
Ut in Figuris 6b, d, f et h demonstratur, 2.5 g/L est limes summus concentrationis ammonii in solutione sine formatione salis additionalis. Cum concentratio impuritatum 3.75 et 5 g/L est, iones NH4+ in structuram crystallinam incorporantur ad formandum salem complexum (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O. Secundum data, intensitas apicis salis complexi crescit cum concentratio impuritatum a 3.75 ad 5 g/L crescit, praesertim ad 2θ 16.47° et 17.44°. Incrementum apicis salis complexi solum ex principio aequilibrii chemici oritur. Attamen, quidam apici abnormales observantur ad 2θ 16.47°, quod deformationi elasticae crystalli attribui potest. 21 Resultata characterisationis etiam ostendunt maiorem rationem seminationis efficere decrementum intensitatis apicis salis complexi. Maior proportio seminum processum crystallizationis accelerat, quod ad significantem decrementum soluti ducit. Hoc in casu, processus accretionis crystallorum in semine concentratur, et formatio novarum phasium impeditur supersaturatione solutionis imminuta. Contra, cum proportio seminum humilis est, processus crystallizationis tardus est, et supersaturatio solutionis in gradu relative alto manet. Haec condicio probabilitatem nucleationis salis duplicis minus solubilis (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O) auget. Data intensitatis maximae pro sale duplici in Tabula 3 dantur.
Characteristica FTIR peracta est ad investigandas quaslibet perturbationes vel mutationes structurales in reticulo hospite ob praesentiam ionum NH4+. Exempla cum ratione seminationis constanti 2% characterizata sunt. Figura 7 eventus characterizationis FTIR ostendit. Latae cacumina observatae ad 3444, 3257 et 1647 cm⁻¹ modis extensionis O–H molecularum debentur. Cacumina ad 2370 et 2078 cm⁻¹ nexus hydrogenii intermoleculares inter moleculas aquae repraesentant. Fascia ad 412 cm⁻¹ vibrationibus extensionis Ni–O attribuitur. Praeterea, iones SO4⁻ liberi quattuor modos vibrationis maiores ad 450 (υ2), 630 (υ4), 986 (υ1) et 1143 et 1100 cm⁻¹ (υ3) exhibent. Symbola υ1-υ4 proprietates modorum vibrationalium repraesentant, ubi υ1 modum non degenerem (extensionem symmetricam) repraesentat, υ2 modum dupliciter degenerem (flexionem symmetricam), et υ3 et υ4 modos tripliciter degeneres (extensionem asymmetricam et flexionem asymmetricam, respective) repraesentant. 22,23,24 Resultata characterisationis ostendunt praesentiam impuritatum ammonii apicem additum ad numerum undae 1143 cm⁻¹ dare (circulo rubro in figura notatum). Apicem additum ad 1143 cm⁻¹ indicat praesentiam ionum NH4+, concentratione non obstante, distortionem structurae clathri causare, quae ad mutationem frequentiae vibrationis molecularum ionum sulfatis intra crystallum ducit.
Figura 8, secundum eventus XRD et FTIR de natura cinetica accretionis crystalli et energia activationis, schema processus crystallizationis niccoli sulfatis hexahydrati cum additione impuritatum NH4+ ostendit. Absentibus impuritatibus, iones Ni2+ cum H2O reagunt ad niccoli hydratum [Ni(6H2O)]2− formandum. Deinde, niccoli hydratum sponte cum ionibus SO42− combinatur ad nucleos Ni(SO4)2·6H2O formandos et in crystallos niccoli sulfatis hexahydrati crescit. Cum minor concentratio impuritatum ammonii (2.5 g/L vel minus) solutioni additur, [Ni(6H2O)]2− difficile est cum ionibus SO42− plene combinare quia iones [Ni(6H2O)]2− et NH4+ de combinatione cum ionibus SO42− certant, quamquam adhuc satis iontium sulfatis sunt ad cum ambobus ionibus reagendum. Haec condicio ad augmentum energiae activationis crystallizationis et retardationem accretionis crystalli ducit. 14,25 Postquam nuclei niccoli sulfatis hexahydrati formati et in crystallos aucti sunt, plures iones NH4+ et (NH4)2SO4 in superficie crystalli adsorbentur. Hoc explicat cur grex functionalis ionis SO4− (numerus undae 1143 cm−1) in exemplaribus NSH-8 et NSH-12 sine processu dopandi formatus maneat. Cum concentratio impuritatum alta est, iones NH4+ in structuram crystallinam incorporari incipiunt, sales duplices formantes. 16 Hoc phaenomenon propter defectum ionum SO42− in solutione fit, et iones SO42− ad hydrata niccoli celerius quam ad iones ammonii ligant. Hic mechanismus nucleationem et incrementum salium duplicium promovet. Per processum mixturae, nuclei Ni(SO4)2⁻⁶H2O et (NH4)2Ni(SO4)2⁻⁶H2O simul formantur, quod ad augmentum numeri nucleorum obtentorum ducit. Incrementum numeri nucleorum accelerationem incrementi crystalli et decrementum energiae activationis promovet.
Reactio chemica dissolutionis niccoli sulfatis hexahydrati in aqua, additionis parvae et magnae quantitatis ammonii sulfatis, deinde processus crystallizationis perficiendi hoc modo exprimi potest:
Resultata characterizationis SEM in Figura 9 monstrantur. Resultata characterizationis indicant quantitatem salis ammonii additi et rationem seminationis formam crystalli non significanter afficere. Magnitudo crystallorum formatorum relative constans manet, quamquam maiora crystalla in quibusdam locis apparent. Attamen, ulterior characterizatione adhuc necessaria est ad determinandum effectum concentrationis salis ammonii et rationis seminationis in magnitudinem mediam crystallorum formatorum.
Morphologia crystallina NiSO4·6H2O: (a–e) 0.5%, (f–j) 1%, (h–o) 1.5% et (p–u) 2% proportio seminum mutationem concentrationis NH4+ ab imo ad summum ostendens, quae est 0, 1.25, 2.5, 3.75 et 5 g/L, respective.
Figura 10a curvas TGA crystallorum cum variis impuritatum concentrationibus ostendit. Analysis TGA in exemplaribus cum ratione seminationis 2% peracta est. Analysis XRD etiam in exemplo NSH-20 peracta est ad composita formata determinanda. Resultata XRD in Figura 10b ostensa mutationes in structura crystallina confirmant. Mensurae thermogravimetricae ostendunt omnia crystalla synthesizata stabilitatem thermalem usque ad 80°C exhibere. Deinde, pondus crystalli 35% decrevit cum temperatura ad 200°C aucta est. Ponderis amissio crystallorum debetur processui decompositionis, qui amissionem 5 molecularum aquae ad formandum NiSO4H2O implicat. Cum temperatura ad 300–400°C aucta est, pondus crystallorum iterum decrevit. Ponderis amissio crystallorum erat circiter 6.5%, dum ponderis amissio exempli crystalli NSH-20 erat paulo maius, exacte 6.65%. Decompositio ionum NH4+ in gas NH3 in exemplo NSH-20 reductibilitatem paulo maiorem effecit. Cum temperatura a 300 ad 400°C augeretur, pondus crystallorum decrevit, quo facto omnes crystalli structuram NiSO4 haberent. Augmentatio temperaturae a 700°C ad 800°C structuram crystallinam in NiO transformavit, emissionem gasorum SO2 et O2 effecit.25,26
Puritas crystallorum hexahydrati sulfatis niccoli determinata est per aestimationem concentrationis NH4+ instrumento DC-Arc ICP-MS. Puritas crystallorum sulfatis niccoli formula (5) determinata est.
Ubi Ma est massa impuritatum in crystallo (mg), Mo est massa crystalli (mg), Ca est concentratio impuritatum in solutione (mg/l), V est volumen solutionis (l).
Figura XI puritatem crystallorum nickel sulfatis hexahydrati ostendit. Valor puritatis est valor medius trium proprietatum. Resultata ostendunt rationem seminationis et concentrationem impuritatum directe afficere puritatem crystallorum nickel sulfatis formatorum. Quo maior concentratio impuritatum, eo maior absorptio impuritatum, quod ad inferiorem puritatem crystallorum formatorum ducit. Attamen, exemplar absorptionis impuritatum mutari potest secundum concentrationem impuritatum, et graphica resultatorum ostendit absorptionem generalem impuritatum a crystallis non significanter mutari. Praeterea, haec resultata etiam ostendunt rationem seminationis maiorem puritatem crystallorum emendare posse. Hoc phaenomenon fieri potest quia cum plerique nuclei crystallini formatorum in nucleis nickel concentrantur, probabilitas ionum nickel in nickel accumulationis maior est. 27
Studium demonstravit iones ammonii (NH4+) processum crystallizationis et proprietates crystallinas crystallorum niccoli sulfatis hexahydrati significanter afficere, et etiam influxum proportionis seminum in processum crystallizationis patefecit.
Ad concentrationes ammonii supra 2.5 g/l, proventus crystallorum et celeritas incrementi crystallorum decrescunt. Ad concentrationes ammonii supra 2.5 g/l, proventus crystallorum et celeritas incrementi crystallorum augentur.
Additio impuritatum ad solutionem niccoli auget certamen inter iones NH4+ et [Ni(6H2O)]2− pro SO42−, quod ad augmentum energiae activationis ducit. Diminutio energiae activationis post additionem magnarum concentrationum impuritatum debetur ingressui ionum NH4+ in structuram crystallinam, ita formantes salem duplicem (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O.
Usus rationis seminationis altioris potest augere proventum crystallinum, celeritatem incrementi crystallini et puritatem crystallinam niccoli sulfatis hexahydrati.
Demirel, HS, et al. Crystallizatio antisolventis hydrati nickeli sulfatis gradus altilium durante processu lateriti. Sept. Purification Technology, 286, 120473. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2022.120473 (2022).
Saguntala, P. et Yasota, P. *Applicationes opticae crystallorum niccoli sulfatis ad altas temperaturas: Studia characterisationis cum aminoacidis additis ut dopantibus.* Mater. Today Proc. 9, 669–673. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2018.10.391 (2019).
Babaahmadi, V., et al. Electrodepositio figurarum niccoli in superficiebus textilibus cum impressione polyolo mediata in oxido grapheno reducto. *Acta Ingeniariae Physicae et Chemicae Superficierum Colloidalium* 703, 135203. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024).
Fraser, J., Anderson, J., Lazuen, J., et al. “De futura postulatione et securitate copiae niccoli pro accumulatoribus vehiculorum electricorum.” Officium Publicationum Unionis Europaeae; (2021). https://doi.org/10.2760/212807
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. et Louhi-Kultanen, M. *Purificatio sulfatis niccoli per crystallizationem discontinuam cum refrigeratione.* Chemical Engineering Technology 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/CEAT.201800695 (2019).
Ma, Y. et al. *Applicatio methodorum praecipitationis et crystallizationis in productione salium metallicorum pro materiis accumulatorum lithium-ionicorum: recensio*. *Metals*. 10(12), 1-16. https://doi.org/10.3390/MET10121609 (2020).
Masalov, VM, et al. Incrementum crystallorum singularium nickeli sulfatis hexahydrati (α-NiSO4.6H2O) sub condicionibus gradientis temperaturae status stabilis. Crystallographia. 60(6), 963–969. https://doi.org/10.1134/S1063774515060206 (2015).
Choudhury, RR et al. Crystalli α-niccoli sulfatis hexahydrati: Relatio inter condiciones accretionis, structuram crystallinam, et proprietates. JApCr. 52, 1371–1377. https://doi.org/10.1107/S1600576719013797FILE (2019).
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. et Louhi-Kultanen, M. *Purificatio sulfatis niccoli per crystallizationem refrigeratam per vices*. *Chemical Engineering Technology* 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/ceat.201800695 (2019).