nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን። የሚጠቀሙበት የአሳሽ ስሪት የተወሰነ የCSS ድጋፍ አለው። ለተሻለ ተሞክሮ፣ የቅርብ ጊዜውን የአሳሽ ስሪት (ወይም በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር ውስጥ የተኳሃኝነት ሁነታን እንዲያጠፉ) እንዲጠቀሙ እንመክራለን። በተጨማሪም፣ ቀጣይነት ያለው ድጋፍ ለማረጋገጥ፣ ይህ ጣቢያ ቅጦችን ወይም ጃቫስክሪፕትን አያካትትም።
ይህ ጥናት የNH4+ ቆሻሻዎች እና የዘር ጥምርታ በኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት የእድገት ዘዴ እና አፈፃፀም ላይ ያለውን ተጽእኖ ይመረምራል፣ እና የNH4+ ቆሻሻዎች በእድገት ዘዴ፣ በሙቀት ባህሪያት እና በኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት ተግባራዊ ቡድኖች ላይ ያላቸውን ተጽእኖ ይመረምራል። ዝቅተኛ የንጽህና ክምችት ሲኖር፣ Ni2+ እና NH4+ አየኖች ለማያያዝ ከSO42− ጋር ይወዳደራሉ፣ ይህም የክሪስታል ምርት እና የእድገት መጠን መቀነስ እና የክሪስታል ማግበር ኃይል መጨመር ያስከትላል። ከፍተኛ የንጽህና ክምችት ሲኖር፣ የNH4+ አየኖች ውስብስብ ጨው (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O) ለመፍጠር በክሪስታል መዋቅር ውስጥ ይካተታሉ። የውስብስብ ጨው መፈጠር የክሪስታል ምርት እና የእድገት መጠን መጨመር እና የክሪስታል ማግበር ኃይል መቀነስ ያስከትላል። የከፍተኛ እና ዝቅተኛ የNH4+ አየኖች ክምችት መኖሩ የላቲስ መዛባትን ያስከትላል፣ እና ክሪስታሎች እስከ 80 °C ባለው የሙቀት መጠን በሙቀት ይረጋጋሉ። በተጨማሪም፣ የNH4+ ቆሻሻዎች በክሪስታል እድገት ዘዴ ላይ ያላቸው ተጽእኖ ከዘር ጥምርታ የበለጠ ነው። የርኩሰት ክምችት ዝቅተኛ ሲሆን፣ ርኩሰቱ ከክሪስታል ጋር በቀላሉ ይያያዛል፤ ክምችቱ ከፍተኛ ሲሆን፣ ርኩሰቱ ወደ ክሪስታል ውስጥ በቀላሉ ይካተታል። የዘር ጥምርታ የክሪስታል ምርትን በእጅጉ ሊጨምር እና የክሪስታል ንፅህናን በትንሹ ሊያሻሽል ይችላል።
ኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት (NiSO4 6H2O) አሁን በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል ወሳኝ ቁሳቁስ ነው፣ ይህም የባትሪ ማምረቻ፣ ኤሌክትሮፕላቲንግ፣ ማነቃቂያዎች እና በምግብ፣ በዘይት እና ሽቶ ምርት ውስጥም ጭምር። 1,2,3 በኒኬል ላይ በተመሰረቱ ሊቲየም-አዮን (LiB) ባትሪዎች ላይ በእጅጉ የሚመረኮዙ የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ፈጣን እድገት እየጨመረ ነው። እንደ NCM 811 ያሉ ከፍተኛ የኒኬል ቅይጥ አጠቃቀሞች በ2030 የበላይነት እንደሚኖራቸው ይጠበቃል፣ ይህም የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ፍላጎትን የበለጠ ይጨምራል። ሆኖም፣ በሀብት ውስንነቶች ምክንያት፣ ምርት እየጨመረ ካለው ፍላጎት ጋር ላይጣጣም ይችላል፣ ይህም በአቅርቦት እና በፍላጎት መካከል ክፍተት ይፈጥራል። ይህ እጥረት ስለ ሀብት አቅርቦት እና የዋጋ መረጋጋት ስጋት አስነስቷል፣ ይህም ከፍተኛ ንፅህና፣ የተረጋጋ የባትሪ ደረጃ ኒኬል ሰልፌት ውጤታማ ምርት አስፈላጊነትን አጉልቶ ያሳያል። 1,4
የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ምርት በአጠቃላይ በክሪስታላይዜሽን ይገኛል። ከተለያዩ ዘዴዎች መካከል የማቀዝቀዣ ዘዴ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል ዘዴ ሲሆን ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ እና ከፍተኛ ንፅህና ያላቸውን ቁሳቁሶች የማምረት ችሎታ አለው። 5,6 የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬትን ያለማቋረጥ የማቀዝቀዝ ክሪስታላይዜሽን በመጠቀም ክሪስታላይዜሽን ላይ የተደረገ ጥናት ከፍተኛ እድገት አሳይቷል። በአሁኑ ጊዜ አብዛኛው ጥናት እንደ የሙቀት መጠን፣ የማቀዝቀዣ መጠን፣ የዘር መጠን እና ፒኤች ያሉ መለኪያዎችን በማመቻቸት የክሪስታላይዜሽን ሂደቱን በማሻሻል ላይ ያተኩራል። 7,8,9 ግቡ የተገኙትን ክሪስታሎች የክሪስታላይዜሽን ምርት እና ንፅህና ማሳደግ ነው። ሆኖም፣ የእነዚህ መለኪያዎች አጠቃላይ ጥናት ቢኖርም፣ አሁንም በክሪስታላይዜሽን ውጤቶች ላይ ለሚደርሰው ብክለት፣ በተለይም አሞኒየም (NH4+) ተጽዕኖ በሚሰጠው ትኩረት ላይ ትልቅ ክፍተት አለ።
የአሞኒየም ቆሻሻዎች በማውጣት ሂደት ውስጥ የአሞኒየም ቆሻሻዎች በመኖራቸው ምክንያት ለኒኬል ክሪስታላይዜሽን ጥቅም ላይ በሚውለው የኒኬል መፍትሄ ውስጥ የመኖራቸው ዕድላቸው ከፍተኛ ነው። አሞኒያ በተለምዶ እንደ ሳፖኒፊንግ ወኪል ጥቅም ላይ የሚውል ሲሆን ይህም በኒኬል መፍትሄ ውስጥ የNH4+ መጠንን ይተዋል። 10,11,12 የአሞኒየም ቆሻሻዎች በስፋት ቢኖሩም፣ እንደ ክሪስታል መዋቅር፣ የእድገት ዘዴ፣ የሙቀት ባህሪያት፣ ንፅህና፣ ወዘተ ባሉ የክሪስታል ባህሪያት ላይ ያላቸው ተጽእኖ በደንብ አልተረዳም። በውጤቶቻቸው ላይ ያለው ውስን ጥናት አስፈላጊ ነው ምክንያቱም ቆሻሻዎች የክሪስታል እድገትን ሊያደናቅፉ ወይም ሊቀይሩ ስለሚችሉ እና በአንዳንድ ሁኔታዎች እንደ መከላከያዎች ሆነው ስለሚሰሩ፣ በሜታስታብል እና በተረጋጋ ክሪስታል ቅርጾች መካከል ያለውን ሽግግር ይነካል። 13,14 ስለዚህ እነዚህን ተፅእኖዎች መረዳት ከኢንዱስትሪ እይታ አንጻር ወሳኝ ነው ምክንያቱም ቆሻሻዎች የምርት ጥራትን ሊያበላሹ ይችላሉ።
በአንድ የተወሰነ ጥያቄ ላይ በመመስረት፣ ይህ ጥናት የአሞኒየም ቆሻሻዎች በኒኬል ክሪስታሎች ባህሪያት ላይ ያላቸውን ተጽእኖ ለመመርመር ያለመ ነው። የቆሻሻዎችን ተጽእኖ በመረዳት፣ አሉታዊ ውጤቶቻቸውን ለመቆጣጠር እና ለመቀነስ አዳዲስ ዘዴዎች ሊዘጋጁ ይችላሉ። ይህ ጥናት በቆሻሻ ክምችት እና በዘር ጥምርታ ለውጦች መካከል ያለውን ትስስርም መርምሯል። ዘር በምርት ሂደት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ስለሚውል፣ በዚህ ጥናት ውስጥ የዘር መለኪያዎች ጥቅም ላይ ውለዋል፣ እና በእነዚህ ሁለት ምክንያቶች መካከል ያለውን ግንኙነት መረዳት አስፈላጊ ነው። 15 የእነዚህ ሁለት መለኪያዎች ተፅእኖዎች የክሪስታል ምርትን፣ የክሪስታል እድገት ዘዴን፣ የክሪስታል መዋቅርን፣ ሞርፎሎጂን እና ንፅህናን ለማጥናት ጥቅም ላይ ውለዋል። በተጨማሪም፣ የኪነቲክ ባህሪ፣ የሙቀት ባህሪያት እና በNH4+ ቆሻሻዎች ተጽዕኖ ስር ያሉ የክሪስታል ተግባራዊ ቡድኖች ብቻ ተጨማሪ ጥናት ተደርጎባቸዋል።
በዚህ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት ቁሳቁሶች በጂኢኤም የቀረበ የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት (NiSO 6H2O፣ ≥99.8%)፤ ከቲያንጂን ሁዋሼንግ ኩባንያ ሊሚትድ የተገዛ አሞኒየም ሰልፌት ((NH)SO2፣ ≥99%)፤ የተጣራ ውሃ። ጥቅም ላይ የዋለው የዘር ክሪስታል NiSO2 6H2O ሲሆን የተፈጨ እና የተጣራ ሲሆን 0.154 ሚሜ የሆነ ተመሳሳይ የቅንጣት መጠን ለማግኘት ተፈትቷል። የNiSO2 6H2O ባህሪያት በሰንጠረዥ 1 እና በስእል 1 ላይ ይታያሉ።
የNH4+ ቆሻሻዎች እና የዘር ጥምርታ በኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ክሪስታላይዜሽን ላይ የሚያሳድረው ተጽእኖ በተቆራረጠ ማቀዝቀዣ በመጠቀም ተመርምሯል። ሁሉም ሙከራዎች የተካሄዱት በ25°ሴ የመጀመሪያ የሙቀት መጠን ነው። በማጣሪያ ጊዜ የሙቀት መቆጣጠሪያ ገደቦችን ከግምት ውስጥ በማስገባት እንደ ክሪስታላይዜሽን ሙቀት 25°ሴ ተመርጧል። ክሪስታላይዜሽን በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የቡችነር ፈንጋይ በመጠቀም ትኩስ መፍትሄዎችን በማጣራት ወቅት በድንገት የሙቀት መለዋወጥ ሊከሰት ይችላል። ይህ ሂደት ኪነቲክስን፣ የንጽህና መምጠጥን እና የተለያዩ የክሪስታል ባህሪያትን በእጅጉ ሊጎዳ ይችላል።
የኒኬል መፍትሄው በመጀመሪያ የተዘጋጀው በ200 ሚሊ ሊትር የተጣራ ውሃ ውስጥ 224 ግራም NiSO4 6H2O በማሟሟት ነው። የተመረጠው ክምችት ከሱፐርሳቹሬትድ (S) = 1.109 ጋር ይዛመዳል። ሱፐርሳቹሬትድ የሚወሰነው የሟሟት ኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች የመሟሟት አቅም በ25 °ሴ ከኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ጋር በማነፃፀር ነው። ዝቅተኛው ሱፐርሳቹሬት የተመረጠው የሙቀት መጠኑ ወደ መጀመሪያው ሲወርድ ድንገተኛ ክሪስታላይዜሽንን ለመከላከል ነው።
የNH4+ አዮን ክምችት በክሪስታላይዜሽን ሂደት ላይ የሚያሳድረው ተጽእኖ (NH4)2SO4 ወደ ኒኬል መፍትሄ በመጨመር ተመርምሯል። በዚህ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት የNH4+ አዮን ክምችት 0፣ 1.25፣ 2.5፣ 3.75 እና 5 ግ/ሊ ነበር። መፍትሄው በ300 rpm ላይ እየተንቀጠቀጠ ለ30 ደቂቃዎች በ60 °ሴ ሞቆት አንድ ወጥ የሆነ ድብልቅ እንዲኖር ተደርጓል። ከዚያም መፍትሄው ወደሚፈለገው የምላሽ ሙቀት ቀዝቅዟል። የሙቀት መጠኑ 25 °ሴ ሲደርስ የተለያዩ የዘር ክሪስታሎች (የ0.5%፣ 1%፣ 1.5% እና 2%) የዘር ጥምርታዎች ወደ መፍትሄው ተጨምረዋል። ​​የዘር ጥምርታው የሚወሰነው የዘሩን ክብደት ከመፍትሔው ውስጥ ካለው የNiSO4 6H2O ክብደት ጋር በማነፃፀር ነው።
የዘር ክሪስታሎችን ወደ መፍትሄው ከጨመሩ በኋላ፣ የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ በተፈጥሮ ተከስቷል። የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ ለ30 ደቂቃዎች ቆይቷል። መፍትሄው የተጠራቀሙትን ክሪስታሎች ከመፍትሔው የበለጠ ለመለየት በማጣሪያ ፕሬስ ተጣርቶ ነበር። በማጣሪያ ሂደቱ ወቅት፣ ክሪስታሎቹ እንደገና የማጣራት እድልን ለመቀነስ እና በመፍትሔው ውስጥ ያሉትን ቆሻሻዎች ከክሪስታሎች ወለል ጋር ለማጣበቅ ለመቀነስ በኤታኖል አዘውትረው ይታጠባሉ። ክሪስታሎቹ በኤታኖል ውስጥ የማይሟሟ ስለሆኑ ክሪስታሎቹን ለማጠብ ኤታኖል ተመርጧል። የተጣሩት ክሪስታሎች በ50°ሴ ባለው የላቦራቶሪ ኢንኩቤተር ውስጥ ተቀምጠዋል። በዚህ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት ዝርዝር የሙከራ መለኪያዎች በሰንጠረዥ 2 ውስጥ ይታያሉ።
የክሪስታል አወቃቀሩ የሚወሰነው በXRD መሳሪያ (SmartLab SE—HyPix-400) ሲሆን የNH4+ ውህዶች መኖርም ተገኝቷል። የክሪስታል ሞርፎሎጂን ለመተንተን የSEM ባህሪይ (Apreo 2 HiVac) ተከናውኗል። የክሪስታል የሙቀት ባህሪያት በTGA መሳሪያ (TG-209-F1 Libra) በመጠቀም ተለይተዋል። ተግባራዊ ቡድኖቹ በFTIR (JASCO-FT/IR-4X) ተተነተኑ። የናሙናው ንፅህና የሚወሰነው በICP-MS መሳሪያ (Prodigy DC Arc) በመጠቀም ነው። ናሙናው የተዘጋጀው በ100 ሚሊ ሊትር የተጣራ ውሃ ውስጥ 0.5 ግራም ክሪስታሎችን በማሟሟት ነው። የክሪስታልላይዜሽን ምርት (x) የተሰላው የውጤት ክሪስታልን ክብደት በግብዓት ክሪስታል ክብደት በቀመር (1) መሰረት በመከፋፈል ነው።
x ከ0 እስከ 1 የሚለያይ የክሪስታል ምርት ሲሆን፣ ሞውት የውጤት ክሪስታሎች ክብደት (ግ) ነው፣ ደቂቃ የግቤት ክሪስታሎች ክብደት (ግ) ነው፣ msol በመፍትሔ ውስጥ ያሉት ክሪስታሎች ክብደት እና mseed የዘር ክሪስታሎች ክብደት ነው።
የክሪስታላይዜሽን ምርት የክሪስታላይዜሽን እድገት ኪነቲክስን ለመወሰን እና የማነቃቂያ ኃይል እሴትን ለመገመት ተጨማሪ ጥናት ተደርጎበታል። ይህ ጥናት የተከናወነው በ2% የዘር ጥምርታ እና እንደበፊቱ ተመሳሳይ የሙከራ ሂደት ነው። የኢሶተርማል ክሪስታላይዜሽን ኪነቲክስ መለኪያዎች የሚወሰኑት በተለያዩ የክሪስታላይዜሽን ጊዜያት (10፣ 20፣ 30 እና 40 ደቂቃ) እና የመጀመሪያ የሙቀት መጠኖች (25፣ 30፣ 35 እና 40 °C) ላይ የክሪስታሉን ምርት በመገምገም ነው። በመጀመሪያው የሙቀት መጠን የተመረጡት ክምችቶች በቅደም ተከተል ከ1.109፣ 1.052፣ 1 እና 0.953 የሱፐርሳቹሬሽን (S) እሴቶች ጋር ይዛመዳሉ። የሱፐርሳቹሬሽን እሴት የሚወሰነው የሟሟ ኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች የመሟሟት አቅም ከመጀመሪያው የሙቀት መጠን ከኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ጋር በማነፃፀር ነው። በዚህ ጥናት፣ በ200 ሚሊ ሊትር ውሃ ውስጥ ያለ ቆሻሻ በተለያዩ የሙቀት መጠኖች ውስጥ የNiSO4 6H2O የመሟሟት አቅም በስእል 2 ላይ ይታያል።
ጆንሰን-ሜይል-አቭራሚ (የጄኤምኤ ቲዎሪ) የኢሶተርማል ክሪስታላይዜሽን ባህሪን ለመተንተን ይጠቅማል። የጄኤምኤ ቲዎሪ የተመረጠው የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ የዘር ክሪስታሎች ወደ መፍትሄው እስኪጨመሩ ድረስ ስለማይከሰት ነው። የጄኤምኤ ቲዎሪ እንደሚከተለው ተገልጿል፡
x(t) በt ጊዜ ያለውን ሽግግር የሚወክልበት፣ k የሽግግር ፍጥነት ቋሚውን የሚወክልበት፣ t የሽግግር ጊዜን የሚወክልበት፣ እና n የአቭራሚ ኢንዴክስን የሚወክልበት። ፎርሙላ 3 የተገኘው ከቀመር (2) ነው። የክሪስታላይዜሽን የማነቃቂያ ኃይል የሚወሰነው በአርሄኒየስ እኩልታ በመጠቀም ነው፡
ኪ.ግ የምላሽ መጠን ቋሚ ሲሆን፣ k0 ቋሚ ነው። ለምሳሌ የክሪስታል እድገት የማነቃቂያ ኃይል፣ R የሞላር ጋዝ ቋሚ (R=8.314 J/mol K) ሲሆን፣ እና T ደግሞ የኢሶተርማል ክሪስታላይዜሽን የሙቀት መጠን (K) ነው።
ምስል 3a የሚያሳየው የዘር ሬሾው እና የዶፓንት ክምችት በኒኬል ክሪስታሎች ምርት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። በመፍትሔው ውስጥ ያለው የዶፓንት ክምችት ወደ 2.5 ግ/ሊ ሲጨምር፣ የክሪስታል ምርት ከ7.77% ወደ 6.48% (የዘር ጥምርታ 0.5%) እና ከ10.89% ወደ 10.32% (የዘር ጥምርታ 2%) ቀንሷል። የዶፓንት ክምችት ተጨማሪ ጭማሪ በክሪስታል ምርት ላይ ተመጣጣኝ ጭማሪ አስከትሏል። የመዝራት ጥምርታ 2% እና የዶፓንት ክምችት 5 ግ/ሊ ሲሆን ከፍተኛው ምርት 17.98% ደርሷል። የዶፓንት ክምችት መጨመር ጋር በክሪስታል ምርት ንድፍ ላይ የሚደረጉ ለውጦች በክሪስታል እድገት ዘዴ ላይ ከሚደረጉ ለውጦች ጋር ሊዛመዱ ይችላሉ። የዶፓንት ክምችት ዝቅተኛ ሲሆን፣ Ni2+ እና NH4+ አየኖች ከSO42− ጋር ለመተሳሰር ይወዳደራሉ፣ ይህም በመፍትሔው ውስጥ የኒኬል መሟሟት እንዲጨምር እና የክሪስታል ምርት እንዲቀንስ ያደርጋል። 14 የንጽህና ክምችት ከፍተኛ በሚሆንበት ጊዜ የፉክክር ሂደቱ አሁንም ይከሰታል፣ ነገር ግን አንዳንድ የNH4+ አየኖች ከኒኬል እና ከሰልፌት አየኖች ጋር በመተባበር የኒኬል አሞኒየም ሰልፌት ድርብ ጨው ይፈጥራሉ። 16 ድርብ ጨው መፈጠር የሟሟቱን የመሟሟት አቅም ይቀንሳል፣ በዚህም የክሪስታል ምርትን ይጨምራል። የመዝራት ጥምርታን መጨመር የክሪስታል ምርትን ያለማቋረጥ ሊያሻሽል ይችላል። ዘሮች የሟሟ አየኖች ክሪስታሎችን ለማደራጀት እና ለመፍጠር የመጀመሪያ የገጽታ ስፋት በማቅረብ የኒውክሊየሽን ሂደቱን እና ድንገተኛ የክሪስታል እድገትን ሊጀምሩ ይችላሉ። የመዝራት ጥምርታ እየጨመረ ሲሄድ፣ አየኖች ለማደራጀት የመጀመሪያው የገጽታ ስፋት ይጨምራል፣ ስለዚህ ተጨማሪ ክሪስታሎች ሊፈጠሩ ይችላሉ። ስለዚህ የመዝራት ጥምርታን መጨመር በክሪስታል የእድገት መጠን እና በክሪስታል ምርት ላይ ቀጥተኛ ተጽእኖ ያሳድራል። 17
የNiSO4 6H2O መለኪያዎች፡ (ሀ) የክሪስታል ምርት እና (ለ) የኒኬል መፍትሄ ፒኤች ከክትባት በፊት እና በኋላ።
ምስል 3ለ የዘር ጥምርታ እና የዶፓንት ክምችት የዘር መጨመር ከመጨመሩ በፊት እና በኋላ የኒኬል መፍትሄውን pH እንደሚነኩ ያሳያል። የመፍትሄውን pH የመከታተል ዓላማ በመፍትሄው ውስጥ ያለውን የኬሚካል ሚዛን ለውጦችን መረዳት ነው። የዘር ክሪስታሎችን ከመጨመራቸው በፊት የመፍትሄው ፒኤች የመቀነስ አዝማሚያ አለው ምክንያቱም የH+ ፕሮቶኖችን የሚለቁ NH4+ አዮኖች በመኖራቸው። የዶፓንት ክምችት መጨመር ተጨማሪ የH+ ፕሮቶኖች እንዲለቀቁ ያደርጋል፣ በዚህም የመፍትሄውን ፒኤች ይቀንሳል። የዘር ክሪስታሎችን ከጨመሩ በኋላ የሁሉም መፍትሄዎች ፒኤች ይጨምራል። የፒኤች አዝማሚያ ከክሪስታል ምርት አዝማሚያ ጋር በአዎንታዊ መልኩ የተቆራኘ ነው። ዝቅተኛው የፒኤች እሴት የተገኘው በ2.5 ግ/ሊ ዶፓንት ክምችት እና በ0.5% የዘር ጥምርታ ነው። የዶፓንት ክምችት ወደ 5 ግ/ሊ ሲጨምር የመፍትሄው ፒኤች ይጨምራል። ይህ ክስተት ለመረዳት የሚቻል ነው፣ ምክንያቱም በመፍትሄው ውስጥ የNH4+ አዮኖች መገኘት በመምጠጥ ወይም በማካተት ወይም በክሪስታል የNH4+ አዮኖችን በመምጠጥ እና በማካተት ምክንያት ስለሚቀንስ።
የክሪስታል እድገት ኪነቲክ ባህሪን ለመወሰን እና የክሪስታል እድገትን የማነቃቂያ ኃይል ለማስላት የክሪስታል ምርት ሙከራዎች እና ትንተናዎች በተጨማሪ ተካሂደዋል። የኢሶተርማል ክሪስታላይዜሽን ኪነቲክስ መለኪያዎች በዘዴዎች ክፍል ውስጥ ተብራርተዋል። ምስል 4 የኒኬል ሰልፌት ክሪስታል እድገት ኪነቲክ ባህሪን የሚያሳይ የጆንሰን-ሜህል-አቭራሚ (JMA) ሴራ ያሳያል። ሴራው የተፈጠረው የln[− ln(1− x(t))] እሴትን ከln t እሴት (ቀመር 3) ጋር በማነፃፀር ነው። ከሴራው የተገኙት የግራዲየንት እሴቶች የሚያድግ ክሪስታል እና የእድገት ዘዴን ልኬቶች ከሚያመለክቱ የJMA ኢንዴክስ (n) እሴቶች ጋር ይዛመዳሉ። የመቁረጥ እሴቱ በቋሚ ln k የሚወከለውን የእድገት መጠን ያሳያል። የJMA ኢንዴክስ (n) እሴቶች ከ0.35 እስከ 0.75 ይደርሳሉ። ይህ n እሴት ክሪስታሎች አንድ-ልኬት እድገት እንዳላቸው እና በስርጭት ቁጥጥር የሚደረግበት የእድገት ዘዴን እንደሚከተሉ ያሳያል፤ 0 < n < 1 አንድ-ልኬት እድገትን ያመለክታል፣ n < 1 ደግሞ በስርጭት ቁጥጥር የሚደረግበት የእድገት ዘዴን ያመለክታል። 18 የቋሚው k የእድገት መጠን እየጨመረ በሚሄድ የሙቀት መጠን ይቀንሳል፣ ይህም የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በፍጥነት እንደሚከሰት ያሳያል። ይህ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የመፍትሄው ሱፐር ሙሌት መጨመር ጋር የተያያዘ ነው።
የጆንሰን-ሜህል-አቭራሚ (JMA) የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት ፕላቶች በተለያዩ የክሪስታላይዜሽን የሙቀት መጠኖች፡ (ሀ) 25°ሴ፣ (ለ) 30°ሴ፣ (ሐ) 35°ሴ እና (መ) 40°ሴ።
የዶፓንቶች መጨመር በሁሉም የሙቀት መጠኖች ተመሳሳይ የእድገት መጠን አሳይቷል። የዶፓንቶች ክምችት 2.5 ግ/ሊ ሲሆን የክሪስታል የእድገት መጠን ቀንሷል፣ እና የዶፓንቶች ክምችት ከ2.5 ግ/ሊ ከፍ ሲል የክሪስታል የእድገት መጠን ጨምሯል። ቀደም ሲል እንደተጠቀሰው፣ በክሪስታል የእድገት መጠን ንድፍ ላይ ያለው ለውጥ የሚከሰተው በመፍትሔው ውስጥ ባሉ አዮኖች መካከል ባለው መስተጋብር ዘዴ ለውጥ ምክንያት ነው። የዶፓንቶች ክምችት ዝቅተኛ ሲሆን፣ በመፍትሔው ውስጥ ባሉ አዮኖች መካከል ያለው የፉክክር ሂደት የሟሟቱን የመሟሟት አቅም ይጨምራል፣ በዚህም የክሪስታል የእድገት መጠን ይቀንሳል። 14 በተጨማሪም፣ ከፍተኛ የዶፓንቶች ክምችት መጨመር የእድገት ሂደቱ በከፍተኛ ሁኔታ እንዲለወጥ ያደርገዋል። የዶፓንቶች ክምችት ከ3.75 ግ/ሊ ሲበልጥ፣ ተጨማሪ አዲስ የክሪስታል ኒውክሊየሎች ይፈጠራሉ፣ ይህም የሟሟቱ የመሟሟት አቅም እንዲቀንስ ያደርጋል፣ በዚህም የክሪስታል የእድገት መጠን ይጨምራል። አዲስ የክሪስታል ኒውክሊየሞች መፈጠር በድርብ ጨው (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O) በመፍጠር ሊረጋገጥ ይችላል። 16 ስለ ክሪስታል እድገት ዘዴ ሲወያዩ፣ የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ውጤቶች ድርብ ጨው መፈጠሩን ያረጋግጣሉ።
የJMA የስዕል ተግባር የክሪስታላይዜሽን የማግበር ኃይልን ለመወሰን ተጨማሪ ተገምግሟል። የማግበር ኃይል የተሰላው በአርሄኒየስ እኩልታ (በቀመር (4) ላይ ይታያል) በመጠቀም ነው። ምስል 5a በ ln(kg) እሴት እና በ1/T እሴት መካከል ያለውን ግንኙነት ያሳያል። ከዚያም የማግበር ኃይል የተሰላው ከስዕሉ የተገኘውን የቅልመት እሴት በመጠቀም ነው። ምስል 5b በተለያዩ የርኩሰት ክምችቶች ስር የክሪስታላይዜሽን የማግበር የኃይል እሴቶችን ያሳያል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በርኩሰት ክምችት ላይ የተደረጉ ለውጦች የማግበር ኃይልን ይነካሉ። የኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች ክሪስታላይዜሽን የማግበር ኃይል 215.79 kJ/mol ነው። የርኩሰት ክምችት 2.5 ግ/L ሲደርስ የማግበር ኃይል በ3.99% ወደ 224.42 kJ/mol ይጨምራል። የማግበር ኃይል መጨመር የክሪስታላይዜሽን ሂደት የኃይል እንቅፋት እንደሚጨምር ያሳያል፣ ይህም የክሪስታል እድገት መጠን እና የክሪስታል ምርት መቀነስን ያስከትላል። የርኩሰት ክምችት ከ 2.5 ግ/L በላይ ሲሆን የክሪስታላይዜሽን የማግበር ኃይል በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። 5 ግራም/ሊ በሆነ የቆሻሻ ክምችት፣ የማነቃቂያ ኃይል 205.85 ኪጁ/ሞል ሲሆን ይህም በ2.5 ግራም/ሊ ባለው የቆሻሻ ክምችት ላይ ካለው የማነቃቂያ ኃይል በ8.27% ያነሰ ነው። የማነቃቂያ ኃይል መቀነስ የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ የተመቻቸ መሆኑን ያሳያል፣ ይህም የክሪስታል እድገት መጠን እና የክሪስታል ምርት እንዲጨምር ያደርጋል።
(ሀ) የ ln(kg) ሴራ ከ 1/T ጋር ሲነጻጸር እና (ለ) የማግበር ኃይል መገጣጠም ለምሳሌ በተለያዩ የቆሻሻ ክምችቶች ላይ ክሪስታላይዜሽን።
የክሪስታል እድገት ዘዴ በXRD እና FTIR ስፔክትሮስኮፒ ተመርምሯል፣ እና የክሪስታል እድገት ኪነቲክስ እና የማግበር ኃይል ተተነተነ። ምስል 6 የXRD ውጤቶችን ያሳያል። መረጃው ከPDF #08–0470 ጋር የሚጣጣም ነው፣ ይህም α-NiSO4 6H2O (ቀይ ሲሊካ) መሆኑን ያሳያል። ክሪስታሉ የቴትራጎናል ሲስተም ነው፣ የቦታ ቡድኑ P41212 ነው፣ የዩኒት ሴል መለኪያዎች a = b = 6.782 Å፣ c = 18.28 Å፣ α = β = γ = 90° እና መጠኑ 840.8 Å3 ነው። እነዚህ ውጤቶች ቀደም ሲል በማኖሜኖቫ እና ሌሎች ከታተሙት ውጤቶች ጋር የሚጣጣሙ ናቸው። 19 የNH4+ አየኖች መግቢያም ወደ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O መፈጠር ይመራል። መረጃው የPDF ቁጥር 31–0062 ነው። ክሪስታሉ የሞኖክሊኒክ ሲስተም፣ የጠፈር ቡድን P21/a ነው፣ የዩኒት ሴል መለኪያዎች a = 9.186 Å፣ b = 12.468 Å፣ c = 6.242 Å፣ α = γ = 90°፣ β = 106.93° እና መጠኑ 684 Å3 ነው። እነዚህ ውጤቶች በሱ እና ሌሎች 20 ከተዘገበው ቀደም ሲል ከተደረገው ጥናት ጋር የሚጣጣሙ ናቸው።
የኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ቅጦች፡ (a-b) 0.5%፣ (c-d) 1%፣ (e-f) 1.5%፣ እና (g-h) 2% የዘር ጥምርታ። የቀኝ ምስል የግራ ምስሉን የተሰፋ እይታ ነው።
በስእል 6b፣ d፣ f እና h ላይ እንደሚታየው፣ 2.5 ግ/L ተጨማሪ ጨው ሳይፈጥር በመፍትሔው ውስጥ ከፍተኛው የአሞኒየም ክምችት ገደብ ነው። የርኩሰት ክምችት 3.75 እና 5 ግ/L ሲሆን፣ የNH4+ አየኖች በክሪስታል መዋቅር ውስጥ ይካተታሉ፣ ይህም ውስብስብ ጨው (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O) ይፈጥራል። እንደ መረጃው ከሆነ፣ የርኩሰት ክምችት ከ3.75 እስከ 5 ግ/L ሲጨምር፣ በተለይም በ2θ 16.47° እና 17.44° ላይ ሲጨምር የውስብስብ ጨው ጫፍ ጥንካሬ ይጨምራል። የውስብስብ ጨው ጫፍ መጨመር በኬሚካል ሚዛን መርህ ምክንያት ብቻ ነው። ሆኖም፣ አንዳንድ ያልተለመዱ ጫፎች በ2θ 16.47° ይታያሉ፣ ይህም በክሪስታል የመለጠጥ መበላሸት ምክንያት ሊሆን ይችላል። 21 የባህሪይ ውጤቶቹም ከፍተኛ የመዝራት ጥምርታ የውስብስብ ጨው ከፍተኛ ጥንካሬን እንደሚቀንስ ያሳያሉ። ከፍ ያለ የዘር ጥምርታ የክሪስታላይዜሽን ሂደቱን ያፋጥናል፣ ይህም በሟሟው ውስጥ ከፍተኛ ቅነሳ ያስከትላል። በዚህ ሁኔታ፣ የክሪስታሉ የእድገት ሂደት በዘሩ ላይ ያተኮረ ሲሆን የመፍትሄው ሱፐርሳቹሬሽን በመቀነሱ አዳዲስ ደረጃዎች መፈጠር ይስተጓጎላል። በአንጻሩ፣ የዘር ጥምርታ ዝቅተኛ ሲሆን፣ የክሪስታላይዜሽን ሂደቱ ቀርፋፋ ነው፣ እና የመፍትሄው ሱፐርሳቹሬሽን በአንጻራዊነት ከፍተኛ ደረጃ ላይ ይቆያል። ይህ ሁኔታ ብዙም የማይሟሟ ድርብ ጨው (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O) የኒውክሊየሽን እድልን ይጨምራል። የድርብ ጨው ከፍተኛው የጥንካሬ መረጃ በሰንጠረዥ 3 ውስጥ ተሰጥቷል።
የኤፍቲአር ባህሪ የተከናወነው በኤንኤች4+ አየኖች መኖር ምክንያት በአስተናጋጅ ጥልፍልፍ ውስጥ ማንኛውንም መታወክ ወይም መዋቅራዊ ለውጦችን ለመመርመር ነው። ቋሚ የመዝራት ጥምርታ 2% ያላቸው ናሙናዎች ተለይተው ይታወቃሉ። ምስል 7 የኤፍቲአር የባህሪይ ውጤቶችን ያሳያል። በ3444፣ 3257 እና 1647 ሴ.ሜ−1 ላይ የሚታዩት ሰፊ ጫፎች የሞለኪውሎች የO-H የመለጠጥ ሁነታዎች ምክንያት ናቸው። በ2370 እና 2078 ሴ.ሜ−1 ላይ ያሉት ጫፎች በውሃ ሞለኪውሎች መካከል ያለውን የኢንተርሞለኪውላር ሃይድሮጂን ትስስር ይወክላሉ። በ412 ሴ.ሜ−1 ላይ ያለው ባንድ ከኒ-ኦ የመለጠጥ ንዝረቶች ጋር የተያያዘ ነው። በተጨማሪም፣ ነፃ SO4− አየኖች በ450 (υ2)፣ 630 (υ4)፣ 986 (υ1) እና 1143 እና 1100 ሴ.ሜ−1 (υ3) አራት ዋና ዋና የንዝረት ሁነታዎችን ያሳያሉ። υ1-υ4 ያሉት ምልክቶች የንዝረት ሁነታዎችን ባህሪያት ይወክላሉ፣ υ1 የማይበሰብስ ሁነታን (ሲሜትሪክ ዝርጋታ) የሚወክልበት፣ υ2 ድርብ የሚበሰብስ ሁነታን (ሲሜትሪክ ዝርጋታ) የሚወክልበት፣ እና υ3 እና υ4 የሶስት ጊዜ የሚበሰብስ ሁነታዎችን (አሲሜትሪክ ዝርጋታ እና አሲሜትሪክ ዝርጋታ፣ በቅደም ተከተል) ይወክላሉ። 22,23,24 የባህሪይ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የአሞኒየም ቆሻሻዎች መኖር በ1143 ሴ.ሜ-1 የሞገድ ቁጥር ላይ ተጨማሪ ጫፍ ይሰጣል (በስዕሉ ላይ በቀይ ክብ ምልክት የተደረገበት)። በ1143 ሴ.ሜ-1 ላይ ያለው ተጨማሪ ጫፍ የNH4+ አየኖች መኖር፣ ትኩረቱ ምንም ይሁን ምን፣ የላቲስ መዋቅር መዛባትን ያስከትላል፣ ይህም በክሪስታል ውስጥ የሰልፌት አዮን ሞለኪውሎች የንዝረት ድግግሞሽ ለውጥ ያስከትላል።
ከክሪስታል እድገት እና ከማግበር ኃይል ኪነቲክ ባህሪ ጋር በተያያዙ የXRD እና FTIR ውጤቶች ላይ በመመስረት፣ ምስል 8 የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት የክሪስታላይዜሽን ሂደት ንድፍ ከNH4+ ቆሻሻዎች ጋር አብሮ ያሳያል። ቆሻሻዎች በሌሉበት ጊዜ፣ የNi2+ አየኖች ከH2O ጋር ምላሽ ይሰጣሉ እና የኒኬል ሃይድሬት [Ni(6H2O)]2− ይፈጥራሉ። ከዚያም የኒኬል ሃይድሬት በድንገት ከSO42− አየኖች ጋር ይዋሃዳል እና የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት ክሪስታሎች ይሆናሉ እና ወደ ኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት ክሪስታሎች ያድጋል። ዝቅተኛ የአሞኒየም ቆሻሻዎች ክምችት (2.5 ግ/ሊ ወይም ከዚያ በታች) ወደ መፍትሄው ሲጨመር፣ [Ni(6H2O)]2− ከSO42− አየኖች ጋር ሙሉ በሙሉ ለመዋሃድ አስቸጋሪ ነው ምክንያቱም [Ni(6H2O)]2− እና NH4+ አየኖች ከSO42− አየኖች ጋር ለመዋሃድ ይወዳደራሉ፣ ምንም እንኳን ከሁለቱም አየኖች ጋር ምላሽ ለመስጠት በቂ የሰልፌት አየኖች ቢኖሩም። ይህ ሁኔታ የክሪስታላይዜሽን የማነቃቂያ ኃይል እንዲጨምር እና የክሪስታል እድገት እንዲቀንስ ያደርጋል። 14,25 የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ኒውክሊየስ ከተፈጠሩ እና ወደ ክሪስታሎች ካደጉ በኋላ፣ በርካታ NH4+ እና (NH4)2SO4 አየኖች በክሪስታል ወለል ላይ ይዋሃዳሉ። ይህ በNSH-8 እና NSH-12 ናሙናዎች ውስጥ ያለው የSO4− አዮን (ሞገድ ቁጥር 1143 ሴ.ሜ−1) ተግባራዊ ቡድን ያለ ዶፒንግ ሂደት ለምን እንደተፈጠሩ ያብራራል። የንጽህና ክምችት ከፍተኛ ሲሆን፣ NH4+ አየኖች በክሪስታል መዋቅር ውስጥ መካተት ይጀምራሉ፣ ድርብ ጨዎችን ይፈጥራሉ። 16 ይህ ክስተት የሚከሰተው በመፍትሔው ውስጥ SO42− አየኖች ባለመኖራቸው ነው፣ እና SO42− አየኖች ከአሞኒየም አየኖች ይልቅ ከኒኬል ሃይድሬትስ ጋር በፍጥነት ይያያዛሉ። ይህ ዘዴ የሁለት ጨዎችን ኒውክሊየስ እና እድገት ያበረታታል። በማቅለጫ ሂደቱ ወቅት፣ Ni(SO4)2−6H2O እና (NH4)2Ni(SO4)2−6H2O ኒውክሊየስ በአንድ ጊዜ ይፈጠራሉ፣ ይህም የተገኘው የኒውክሊየስ ብዛት እንዲጨምር ያደርጋል። የኒውክሊየስ ብዛት መጨመር የክሪስታል እድገትን ማፋጠን እና የማነቃቂያ ኃይል መቀነስን ያበረታታል።
የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬትን በውሃ ውስጥ በማሟሟት፣ አነስተኛ መጠን እና ከፍተኛ መጠን ያለው የአሞኒየም ሰልፌት በመጨመር እና ከዚያም የክሪስታላይዜሽን ሂደቱን በማከናወን የኬሚካል ምላሽ እንደሚከተለው ሊገለጽ ይችላል፡
የSEM የባህሪይ ውጤቶች በስእል 9 ላይ ይታያሉ። የባህሪይ ውጤቶቹ የሚያመለክቱት የተጨመረው የአሞኒየም ጨው መጠን እና የመዝራት ጥምርታ በክሪስታል ቅርፅ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ እንደማያሳድሩ ነው። ምንም እንኳን ትላልቅ ክሪስታሎች በአንዳንድ ቦታዎች ቢታዩም፣ የተፈጠሩት ክሪስታሎች መጠን በአንጻራዊ ሁኔታ ቋሚ ሆኖ ይቆያል። ሆኖም ግን፣ የአሞኒየም ጨው ክምችት እና የዘር ጥምርታ በተፈጠሩት ክሪስታሎች አማካይ መጠን ላይ ያለውን ተጽእኖ ለማወቅ ተጨማሪ ባህሪ አሁንም ያስፈልጋል።
የNiSO4 6H2O ክሪስታል ሞርፎሎጂ፡ (a–e) 0.5%፣ (f–j) 1%፣ (h–o) 1.5% እና (p–u) 2% የዘር ጥምርታ ከላይ ወደ ታች የNH4+ ክምችት ለውጥን ያሳያል፣ ይህም በቅደም ተከተል 0፣ 1.25፣ 2.5፣ 3.75 እና 5 ግ/ሊ ነው።
ምስል 10a የተለያዩ የርኩሰት ክምችቶችን ያላቸውን የክሪስታሎች TGA ኩርባዎችን ያሳያል። የTGA ትንተና የተከናወነው በናሙናዎቹ ላይ 2% የዘር ጥምርታ ያለው የXRD ትንተና በNSH-20 ናሙና ላይም ተካሂዷል። በምስል 10b ላይ የሚታዩት የXRD ውጤቶች በክሪስታል መዋቅር ውስጥ ያሉትን ለውጦች ያረጋግጣሉ። የቴርሞግራቪሜትሪክ መለኪያዎች እንደሚያሳዩት ሁሉም የተቀናጁ ክሪስታሎች እስከ 80°ሴ የሙቀት መረጋጋት ያሳያሉ። በመቀጠልም የሙቀት መጠኑ ወደ 200°ሴ ሲጨምር የክሪስታል ክብደት በ35% ቀንሷል። የክሪስታሎች ክብደት መቀነስ የሚከሰተው በመበስበስ ሂደት ምክንያት ሲሆን ይህም 5 የውሃ ሞለኪውሎችን NiSO4 H2O ለመፍጠር በማጣታቸው ነው። የሙቀት መጠኑ ወደ 300-400°ሴ ሲጨምር የክሪስታሎቹ ክብደት እንደገና ቀንሷል። የክሪስታሎች ክብደት መቀነስ 6.5% አካባቢ ነበር፣ የNSH-20 ክሪስታል ናሙና ክብደት መቀነስ ደግሞ በትንሹ ከፍ ያለ ነበር፣ በትክክል 6.65% ነበር። በNSH-20 ናሙና ውስጥ የNH4+ አየኖች ወደ NH3 ጋዝ መበታተን በትንሹ ከፍ ያለ የመቀነስ አቅም አስገኝቷል። የሙቀት መጠኑ ከ300 ወደ 400°ሴ ሲጨምር፣ የክሪስታሎቹ ክብደት ቀንሷል፣ ይህም ሁሉም ክሪስታሎች የNiSO4 መዋቅር እንዲኖራቸው አድርጓል። የሙቀት መጠኑን ከ700°ሴ ወደ 800°ሴ መጨመር የክሪስታል መዋቅሩ ወደ NiO2 እንዲለወጥ አድርጎታል፣ ይህም የSO2 እና O2 ጋዞች እንዲለቀቁ ምክንያት ሆኗል።25,26
የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ክሪስታሎች ንፅህና የሚወሰነው የNH4+ ክምችትን በዲሲ-አርክ ICP-MS መሳሪያ በመገምገም ነው። የኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች ንፅህና የሚወሰነው በቀመር (5) በመጠቀም ነው።
Ma በክሪስታል ውስጥ ያለው የቆሻሻ ብዛት (mg) ሲሆን፣ Mo የክሪስታል ክብደት (mg) ሲሆን፣ Ca በመፍትሔው ውስጥ ያለው የቆሻሻ ክምችት (mg/l) ሲሆን፣ V የመፍትሔው መጠን (l) ነው።
ምስል 11 የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ክሪስታሎች ንፅህናን ያሳያል። የንጽህና እሴቱ የ3 ባህሪያት አማካይ እሴት ነው። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የዘር ጥምርታ እና የንጽህና ክምችት በቀጥታ የተፈጠሩትን የኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች ንፅህና ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። የንጽህና ክምችት ከፍ ባለ ቁጥር የንጽህና መምጠጥ ይጨምራል፣ ይህም የተፈጠሩትን ክሪስታሎች ዝቅተኛ ንፅህና ያስከትላል። ሆኖም ግን፣ የንጽህና መምጠጥ ንድፍ እንደ ንጽህና ክምችት ሊለወጥ ይችላል፣ እና የውጤት ግራፉ እንደሚያሳየው በክሪስታሎች የሚደረጉ ቆሻሻዎች አጠቃላይ መምጠጥ በከፍተኛ ሁኔታ አይለወጥም። በተጨማሪም፣ እነዚህ ውጤቶች ከፍተኛ የመዝራት ጥምርታ የክሪስታሎችን ንፅህና ሊያሻሽል ይችላል። ይህ ክስተት የሚቻል ነው ምክንያቱም አብዛኛዎቹ የተፈጠሩት ክሪስታል ኒውክሊየሶች በኒኬል ኒውክሊየሶች ላይ ሲከማቹ፣ በኒኬል ላይ የኒኬል አየኖች የመከማቸት እድል ከፍተኛ ነው። 27
ጥናቱ እንደሚያሳየው የአሞኒየም አየኖች (NH4+) የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ክሪስታሎች የክሪስታላይዜሽን ሂደትን እና የክሪስታላይዜሽን ባህሪያትን በእጅጉ ይነካሉ፣ እንዲሁም የዘር ጥምርታ በክሪስታላይዜሽን ሂደት ላይ ያለውን ተጽእኖ አሳይቷል።
የአሞኒየም ክምችት ከ2.5 ግራም/ሊ በላይ ሲሆን የክሪስታል ምርት እና የክሪስታል እድገት መጠን ይቀንሳል። የአሞኒየም ክምችት ከ2.5 ግራም/ሊ በላይ ሲሆን የክሪስታል ምርት እና የክሪስታል እድገት መጠን ይጨምራል።
በኒኬል መፍትሄ ላይ ቆሻሻዎችን መጨመር በNH4+ እና [Ni(6H2O)]2− አየኖች መካከል ያለውን የSO42− ፉክክር ይጨምራል፣ ይህም የማነቃቂያ ኃይል እንዲጨምር ያደርጋል። ከፍተኛ የቆሻሻ ክምችት ከተጨመረ በኋላ የማነቃቂያ ኃይል መቀነስ የሚከሰተው የNH4+ አየኖች ወደ ክሪስታል መዋቅር ውስጥ በመግባት ነው፣ በዚህም ድርብ ጨው (NH4)2Ni(SO4)2−6H2O) ይፈጥራሉ።
ከፍተኛ የዘር ጥምርታን መጠቀም የክሪስታል ምርትን፣ የክሪስታል እድገት ፍጥነትን እና የኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬትን ክሪስታል ንፅህና ሊያሻሽል ይችላል።
ዴሚሬል፣ ኤችኤስ፣ እና ሌሎችም። በባትሪ ደረጃ ኒኬል ሰልፌት ሃይድሬት ላይ ላተራይት በሚሰራበት ጊዜ ፀረ-መሟሟት ክሪስታላይዜሽን። ሴፕቴምበር ፐርፊኬሽን ቴክኖሎጂ፣ 286፣ 120473። https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2022.120473 (2022)።
ሳጉንታላ፣ ፒ. እና ያሶታ፣ ፒ. በከፍተኛ ሙቀት የኒኬል ሰልፌት ክሪስታሎች የኦፕቲካል አተገባበር፡- እንደ ዶፓንትስ ከተጨመሩ አሚኖ አሲዶች ጋር የባህሪ ጥናቶች። ማተር። ቱዴይ ፕሮክ. 9፣ 669–673። https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2018.10.391 (2019)።
ባባህማዲ፣ ቪ.፣ እና ሌሎችም። በጨርቃጨርቅ ገጽታዎች ላይ የኒኬል ቅጦችን በፖሊኦል-መካከለኛ ህትመት በተቀነሰ የግራፊን ኦክሳይድ ላይ የኤሌክትሮዴፖዚሽን። የኮሎይድ ወለል ፊዚካል ኤንድ ኬሚካል ኢንጂነሪንግ ጆርናል 703፣ 135203። https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024)።
ፍሬዘር፣ ጄ.፣ አንደርሰን፣ ጄ.፣ ላዙን፣ ጄ.፣ እና ሌሎችም። “ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ባትሪዎች የኒኬል አቅርቦት የወደፊት ፍላጎት እና ደህንነት።” የአውሮፓ ህብረት የህትመት ቢሮ፤ (2021)። https://doi.org/10.2760/212807
ሃን፣ ቢ.፣ ቦክማን፣ ኦ.፣ ዊልሰን፣ ቢፒ፣ ሉንድስትሮም፣ ኤም. እና ሉሂ-ኩልታነን፣ ኤም. የኒኬል ሰልፌት በባች ክሪስታላይዜሽን ከማቀዝቀዣ ጋር ማጽዳት። የኬሚካል ኢንጂነሪንግ ቴክኖሎጂ 42(7)፣ 1475–1480። https://doi.org/10.1002/CEAT.201800695 (2019)።
ማ፣ ዋይ. እና ሌሎችም። ለሊቲየም-አዮን ባትሪ ቁሳቁሶች የብረት ጨዎችን በማምረት ረገድ የዝናብ እና የክሪስታላይዜሽን ዘዴዎችን መተግበር፡ ግምገማ። ብረቶች። 10(12)፣ 1-16። https://doi.org/10.3390/MET10121609 (2020)።
ማሳሎቭ፣ ቪኤም፣ እና ሌሎችም። በተረጋጋ የሙቀት መጠን ቅልመት ሁኔታዎች ውስጥ የኒኬል ሰልፌት ሄክሳድሬት (α-NiSO4.6H2O) ነጠላ ክሪስታሎች እድገት። ክሪስታሎግራፊ። 60(6)፣ 963–969። https://doi.org/10.1134/S1063774515060206 (2015)።
ቹድሁሪ፣ አርአር እና ሌሎችም α-ኒኬል ሰልፌት ሄክሳሃይድሬት ክሪስታሎች፡- በእድገት ሁኔታዎች፣ በክሪስታል መዋቅር እና በባህሪያት መካከል ያለው ግንኙነት። JApCr. 52፣ 1371–1377። https://doi.org/10.1107/S1600576719013797FILE (2019)።
ሃን፣ ቢ.፣ ቦክማን፣ ኦ.፣ ዊልሰን፣ ቢፒ፣ ሉንድስትሮም፣ ኤም. እና ሉሂ-ኩልታነን፣ ኤም. የኒኬል ሰልፌት በባች-ቀዝቃዛ ክሪስታላይዜሽን ማጽዳት። የኬሚካል ኢንጂነሪንግ ቴክኖሎጂ 42(7)፣ 1475–1480። https://doi.org/10.1002/ceat.201800695 (2019)።