ขอบคุณที่เข้าชม nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้อยู่มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อประสบการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันล่าสุด (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าเว็บไซต์นี้จะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เว็บไซต์นี้จะไม่มีสไตล์หรือ JavaScript
งานวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบของสิ่งเจือปน NH4+ และอัตราส่วนของเมล็ดต่อกลไกการเจริญเติบโตและประสิทธิภาพของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตภายใต้การตกผลึกแบบเย็นตัวไม่ต่อเนื่อง และตรวจสอบผลกระทบของสิ่งเจือปน NH4+ ต่อกลไกการเจริญเติบโต คุณสมบัติทางความร้อน และหมู่ฟังก์ชันของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต ที่ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่ำ ไอออน Ni2+ และ NH4+ จะแข่งขันกับ SO42− ในการจับตัว ทำให้ผลผลิตผลึกและอัตราการเจริญเติบโตลดลง และพลังงานกระตุ้นการตกผลึกเพิ่มขึ้น ที่ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนสูง ไอออน NH4+ จะถูกรวมเข้ากับโครงสร้างผลึกเพื่อสร้างเกลือเชิงซ้อน (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O การเกิดเกลือเชิงซ้อนส่งผลให้ผลผลิตผลึกและอัตราการเจริญเติบโตเพิ่มขึ้น และพลังงานกระตุ้นการตกผลึกลดลง การมีอยู่ของไอออน NH4+ ทั้งความเข้มข้นสูงและต่ำทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของแลตติส และผลึกมีความเสถียรทางความร้อนที่อุณหภูมิสูงถึง 80 °C นอกจากนี้ อิทธิพลของสิ่งเจือปน NH4+ ต่อกลไกการเจริญเติบโตของผลึกนั้นมากกว่าอัตราส่วนของเมล็ดผลึก เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่ำ สิ่งเจือปนจะเกาะติดกับผลึกได้ง่าย เมื่อความเข้มข้นสูง สิ่งเจือปนจะแทรกซึมเข้าไปในผลึกได้ง่าย อัตราส่วนของเมล็ดผลึกสามารถเพิ่มผลผลิตของผลึกได้อย่างมากและปรับปรุงความบริสุทธิ์ของผลึกได้เล็กน้อย
นิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต (NiSO4 6H2O) ปัจจุบันเป็นวัสดุสำคัญที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย รวมถึงการผลิตแบตเตอรี่ การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า ตัวเร่งปฏิกิริยา และแม้แต่ในการผลิตอาหาร น้ำมัน และน้ำหอม 1,2,3 ความสำคัญของมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วควบคู่กับการพัฒนาของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งพึ่งพาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LiB) ที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก การใช้โลหะผสมที่มีนิกเกิลสูง เช่น NCM 811 คาดว่าจะครองตลาดภายในปี 2030 ซึ่งจะเพิ่มความต้องการนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดด้านทรัพยากร การผลิตอาจไม่ทันกับความต้องการที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดช่องว่างระหว่างอุปทานและอุปสงค์ การขาดแคลนนี้ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความพร้อมของทรัพยากรและความเสถียรของราคา ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการผลิตนิกเกิลซัลเฟตเกรดแบตเตอรี่ที่มีความบริสุทธิ์สูงและเสถียรอย่างมีประสิทธิภาพ 1,4
โดยทั่วไป การผลิตนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตทำได้โดยการตกผลึก ในบรรดาวิธีการต่างๆ วิธีการทำความเย็นเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งมีข้อดีคือใช้พลังงานต่ำและสามารถผลิตวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง 5,6 การวิจัยเกี่ยวกับการตกผลึกของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตโดยใช้การตกผลึกแบบทำความเย็นที่ไม่ต่อเนื่องได้มีความก้าวหน้าอย่างมาก ในปัจจุบัน การวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกระบวนการตกผลึกโดยการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ อัตราการทำความเย็น ขนาดของเมล็ด และค่า pH 7,8,9 เป้าหมายคือการเพิ่มผลผลิตผลึกและความบริสุทธิ์ของผลึกที่ได้ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการศึกษาพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างครอบคลุมแล้ว ก็ยังคงมีช่องว่างขนาดใหญ่ในการให้ความสนใจต่ออิทธิพลของสิ่งเจือปน โดยเฉพาะแอมโมเนียม (NH4+) ต่อผลลัพธ์ของการตกผลึก
สิ่งเจือปนแอมโมเนียมมีแนวโน้มที่จะพบได้ในสารละลายนิกเกิลที่ใช้ในการตกผลึกนิกเกิล เนื่องจากมีสิ่งเจือปนแอมโมเนียมเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสกัด แอมโมเนียถูกใช้เป็นสารทำให้เกิดสบู่ ซึ่งทำให้มี NH4+ ในปริมาณเล็กน้อยในสารละลายนิกเกิล 10,11,12 แม้ว่าสิ่งเจือปนแอมโมเนียมจะมีอยู่ทั่วไป แต่ผลกระทบของมันต่อคุณสมบัติของผลึก เช่น โครงสร้างผลึก กลไกการเจริญเติบโต คุณสมบัติทางความร้อน ความบริสุทธิ์ ฯลฯ ยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ การวิจัยที่จำกัดเกี่ยวกับผลกระทบของสิ่งเจือปนเหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากสิ่งเจือปนสามารถขัดขวางหรือเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโตของผลึก และในบางกรณี ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้ง ส่งผลต่อการเปลี่ยนผ่านระหว่างรูปแบบผลึกที่ไม่เสถียรและเสถียร 13,14 ดังนั้น การทำความเข้าใจผลกระทบเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองทางอุตสาหกรรม เนื่องจากสิ่งเจือปนสามารถลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้
งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาผลกระทบของสิ่งเจือปนแอมโมเนียมต่อคุณสมบัติของผลึกนิกเกล โดยอาศัยคำถามเฉพาะเจาะจง การทำความเข้าใจผลกระทบของสิ่งเจือปนจะช่วยให้สามารถพัฒนากระบวนการใหม่ๆ ในการควบคุมและลดผลกระทบเชิงลบได้ งานวิจัยนี้ยังศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสิ่งเจือปนและการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของเมล็ดผลึก เนื่องจากเมล็ดผลึกถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิต จึงได้นำพารามิเตอร์ของเมล็ดผลึกมาใช้ในงานวิจัยนี้ และการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างสองปัจจัยนี้เป็นสิ่งสำคัญ ผลกระทบของพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ถูกนำมาใช้ศึกษาผลผลิตของผลึก กลไกการเจริญเติบโตของผลึก โครงสร้างผลึก รูปร่าง และความบริสุทธิ์ นอกจากนี้ ยังได้ศึกษาพฤติกรรมจลนศาสตร์ คุณสมบัติทางความร้อน และหมู่ฟังก์ชันของผลึกภายใต้ผลกระทบของสิ่งเจือปน NH4+ เพียงอย่างเดียวเพิ่มเติมด้วย
วัสดุที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ ได้แก่ นิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต (NiSO₄·6H₂O, ≥ 99.8%) จากบริษัท GEM; แอมโมเนียมซัลเฟต ((NH₄)₂SO₄, ≥ 99%) จากบริษัท Tianjin Huasheng จำกัด; และน้ำกลั่น ผลึกต้นแบบที่ใช้คือ NiSO₄·6H₂O ซึ่งถูกบดและร่อนเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ 0.154 มม. คุณลักษณะของ NiSO₄·6H₂O แสดงในตารางที่ 1 และรูปที่ 1
ได้ทำการศึกษาผลกระทบของสิ่งเจือปน NH4+ และอัตราส่วนของเมล็ดต่อการตกผลึกของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตโดยใช้การทำความเย็นแบบไม่ต่อเนื่อง การทดลองทั้งหมดดำเนินการที่อุณหภูมิเริ่มต้น 25 °C เลือกอุณหภูมิ 25 °C เป็นอุณหภูมิการตกผลึกโดยคำนึงถึงข้อจำกัดของการควบคุมอุณหภูมิระหว่างการกรอง การตกผลึกสามารถเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันระหว่างการกรองสารละลายร้อนโดยใช้กรวย Buchner อุณหภูมิต่ำ กระบวนการนี้สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อจลนศาสตร์ การดูดซับสิ่งเจือปน และคุณสมบัติของผลึกต่างๆ
เตรียมสารละลายนิกเกิลโดยการละลาย NiSO4·6H2O จำนวน 224 กรัม ในน้ำกลั่น 200 มิลลิลิตร ความเข้มข้นที่เลือกนี้สอดคล้องกับค่าความอิ่มตัวยิ่งยวด (S) = 1.109 ค่าความอิ่มตัวยิ่งยวดนี้ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบความสามารถในการละลายของผลึกนิกเกิลซัลเฟตที่ละลายแล้วกับความสามารถในการละลายของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตที่อุณหภูมิ 25 °C เลือกค่าความอิ่มตัวยิ่งยวดที่ต่ำกว่าเพื่อป้องกันการตกผลึกเองเมื่อลดอุณหภูมิลงสู่อุณหภูมิเริ่มต้น
ได้ทำการศึกษาผลของความเข้มข้นของไอออน NH4+ ต่อกระบวนการตกผลึกโดยการเติม (NH4)2SO4 ลงในสารละลายของนิกเกล ความเข้มข้นของไอออน NH4+ ที่ใช้ในการศึกษานี้คือ 0, 1.25, 2.5, 3.75 และ 5 กรัม/ลิตร สารละลายถูกให้ความร้อนที่ 60 °C เป็นเวลา 30 นาที พร้อมกับการกวนที่ 300 รอบต่อนาที เพื่อให้แน่ใจว่าผสมเข้ากันอย่างทั่วถึง จากนั้นสารละลายถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยาที่ต้องการ เมื่ออุณหภูมิถึง 25 °C ได้มีการเติมผลึกเริ่มต้นในปริมาณที่แตกต่างกัน (อัตราส่วนของผลึกเริ่มต้น 0.5%, 1%, 1.5% และ 2%) ลงในสารละลาย อัตราส่วนของผลึกเริ่มต้นถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบน้ำหนักของผลึกเริ่มต้นกับน้ำหนักของ NiSO4 6H2O ในสารละลาย
หลังจากเติมผลึกเริ่มต้นลงในสารละลายแล้ว กระบวนการตกผลึกก็เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ กระบวนการตกผลึกใช้เวลา 30 นาที จากนั้นจึงกรองสารละลายโดยใช้เครื่องกรองแบบกดเพื่อแยกผลึกที่สะสมออกจากสารละลาย ในระหว่างกระบวนการกรอง ผลึกจะถูกล้างด้วยเอทานอลเป็นระยะๆ เพื่อลดโอกาสการตกผลึกซ้ำและลดการเกาะติดของสิ่งเจือปนในสารละลายกับพื้นผิวของผลึก เอทานอลถูกเลือกใช้ในการล้างผลึกเนื่องจากผลึกไม่ละลายในเอทานอล ผลึกที่กรองแล้วถูกนำไปเก็บไว้ในตู้อบในห้องปฏิบัติการที่อุณหภูมิ 50 °C พารามิเตอร์การทดลองโดยละเอียดที่ใช้ในงานวิจัยนี้แสดงในตารางที่ 2
โครงสร้างผลึกถูกกำหนดโดยใช้เครื่องมือ XRD (SmartLab SE—HyPix-400) และตรวจพบการมีอยู่ของสารประกอบ NH4+ การวิเคราะห์ลักษณะ SEM (Apreo 2 HiVac) ดำเนินการเพื่อวิเคราะห์สัณฐานวิทยาของผลึก คุณสมบัติทางความร้อนของผลึกถูกกำหนดโดยใช้เครื่องมือ TGA (TG-209-F1 Libra) กลุ่มฟังก์ชันถูกวิเคราะห์โดย FTIR (JASCO-FT/IR-4X) ความบริสุทธิ์ของตัวอย่างถูกกำหนดโดยใช้เครื่องมือ ICP-MS (Prodigy DC Arc) ตัวอย่างถูกเตรียมโดยการละลายผลึก 0.5 กรัมในน้ำกลั่น 100 มิลลิลิตร ผลผลิตการตกผลึก (x) คำนวณโดยการหารมวลของผลึกที่ได้ด้วยมวลของผลึกที่ป้อนตามสูตร (1)
โดยที่ x คือผลผลิตของผลึก ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1, mout คือน้ำหนักของผลึกที่ได้ (กรัม), min คือน้ำหนักของผลึกที่ป้อนเข้าไป (กรัม), msol คือน้ำหนักของผลึกในสารละลาย และ mseed คือน้ำหนักของผลึกเริ่มต้น
ได้มีการศึกษาผลผลิตการตกผลึกเพิ่มเติมเพื่อกำหนดจลนศาสตร์การเติบโตของผลึกและประมาณค่าพลังงานกระตุ้น การศึกษานี้ดำเนินการโดยใช้สัดส่วนการเริ่มต้นตกผลึก 2% และขั้นตอนการทดลองเช่นเดียวกับที่ผ่านมา พารามิเตอร์จลนศาสตร์การตกผลึกแบบไอโซเทอร์มอลถูกกำหนดโดยการประเมินผลผลิตของผลึกที่เวลาการตกผลึกต่างกัน (10, 20, 30 และ 40 นาที) และอุณหภูมิเริ่มต้นต่างกัน (25, 30, 35 และ 40 °C) ความเข้มข้นที่เลือกที่อุณหภูมิเริ่มต้นสอดคล้องกับค่าความอิ่มตัวยิ่งยวด (S) เท่ากับ 1.109, 1.052, 1 และ 0.953 ตามลำดับ ค่าความอิ่มตัวยิ่งยวดถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบความสามารถในการละลายของผลึกนิกเกิลซัลเฟตที่ละลายกับความสามารถในการละลายของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตที่อุณหภูมิเริ่มต้น ในการศึกษานี้ ความสามารถในการละลายของ NiSO4 6H2O ในน้ำ 200 มิลลิลิตร ที่อุณหภูมิต่างๆ โดยปราศจากสิ่งเจือปน แสดงไว้ในรูปที่ 2
ทฤษฎีจอห์นสัน-เมล-อัฟรามี (JMA theory) ใช้ในการวิเคราะห์พฤติกรรมการตกผลึกแบบไอโซเทอร์มอล เลือกใช้ทฤษฎี JMA เนื่องจากกระบวนการตกผลึกจะไม่เกิดขึ้นจนกว่าจะมีการเติมผลึกเริ่มต้นลงในสารละลาย ทฤษฎี JMA อธิบายได้ดังนี้:
โดยที่ x(t) แทนการเปลี่ยนแปลง ณ เวลา t, k แทนค่าคงที่อัตราการเปลี่ยนแปลง, t แทนเวลาการเปลี่ยนแปลง และ n แทนดัชนี Avrami สูตร 3 ได้มาจากสูตร (2) พลังงานกระตุ้นของการตกผลึกถูกกำหนดโดยใช้สมการ Arrhenius:
โดยที่ kg คือค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา, k0 คือค่าคงที่, Eg คือพลังงานกระตุ้นของการเจริญเติบโตของผลึก, R คือค่าคงที่ของแก๊สโมลาร์ (R=8.314 J/mol K) และ T คืออุณหภูมิการตกผลึกแบบไอโซเทอร์มอล (K)
รูปที่ 3a แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการเติมเมล็ดและปริมาณสารเจือปนมีผลต่อปริมาณผลึกนิกเกลที่ได้ เมื่อปริมาณสารเจือปนในสารละลายเพิ่มขึ้นเป็น 2.5 กรัม/ลิตร ปริมาณผลึกที่ได้ลดลงจาก 7.77% เหลือ 6.48% (อัตราส่วนการเติมเมล็ด 0.5%) และจาก 10.89% เหลือ 10.32% (อัตราส่วนการเติมเมล็ด 2%) การเพิ่มปริมาณสารเจือปนต่อไปทำให้ปริมาณผลึกที่ได้เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ปริมาณผลึกสูงสุดอยู่ที่ 17.98% เมื่ออัตราส่วนการเติมเมล็ด 2% และปริมาณสารเจือปน 5 กรัม/ลิตร การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบปริมาณผลึกเมื่อปริมาณสารเจือปนเพิ่มขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของกลไกการเจริญเติบโตของผลึก เมื่อปริมาณสารเจือปนต่ำ ไอออน Ni2+ และ NH4+ จะแข่งขันกันจับกับ SO42− ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายของนิกเกลในสารละลายและการลดลงของปริมาณผลึก 14 เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนสูง กระบวนการแข่งขันยังคงเกิดขึ้น แต่ไอออน NH4+ บางส่วนจะประสานกับไอออนนิกเกลและซัลเฟตเพื่อสร้างเกลือคู่ของนิกเกลแอมโมเนียมซัลเฟต 16 การเกิดเกลือคู่ทำให้ความสามารถในการละลายของตัวถูกละลายลดลง ส่งผลให้ผลผลิตของผลึกเพิ่มขึ้น การเพิ่มอัตราส่วนของเมล็ดผลึกสามารถปรับปรุงผลผลิตของผลึกได้อย่างต่อเนื่อง เมล็ดผลึกสามารถเริ่มต้นกระบวนการเกิดนิวเคลียสและการเติบโตของผลึกโดยธรรมชาติโดยการให้พื้นที่ผิวเริ่มต้นสำหรับไอออนของตัวถูกละลายในการจัดเรียงตัวและสร้างผลึก เมื่ออัตราส่วนของเมล็ดผลึกเพิ่มขึ้น พื้นที่ผิวเริ่มต้นสำหรับไอออนในการจัดเรียงตัวจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงสามารถสร้างผลึกได้มากขึ้น ดังนั้น การเพิ่มอัตราส่วนของเมล็ดผลึกจึงมีผลโดยตรงต่ออัตราการเติบโตของผลึกและผลผลิตของผลึก 17
พารามิเตอร์ของ NiSO4 6H2O: (a) ผลผลิตผลึก และ (b) ค่า pH ของสารละลายนิกเกิลก่อนและหลังการเพาะเชื้อ
รูปที่ 3b แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของเมล็ดและปริมาณสารเจือปนมีผลต่อค่า pH ของสารละลายนิกเกิลก่อนและหลังการเติมเมล็ด จุดประสงค์ของการตรวจสอบค่า pH ของสารละลายคือเพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสมดุลทางเคมีในสารละลาย ก่อนการเติมผลึกเมล็ด ค่า pH ของสารละลายมีแนวโน้มลดลงเนื่องจากการมีอยู่ของไอออน NH4+ ที่ปล่อยโปรตอน H+ การเพิ่มปริมาณสารเจือปนส่งผลให้มีการปล่อยโปรตอน H+ มากขึ้น ทำให้ค่า pH ของสารละลายลดลง หลังจากเติมผลึกเมล็ดแล้ว ค่า pH ของสารละลายทั้งหมดเพิ่มขึ้น แนวโน้มของค่า pH มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับแนวโน้มของผลผลิตผลึก ค่า pH ต่ำสุดได้ที่ปริมาณสารเจือปน 2.5 กรัม/ลิตร และอัตราส่วนของเมล็ด 0.5% เมื่อปริมาณสารเจือปนเพิ่มขึ้นเป็น 5 กรัม/ลิตร ค่า pH ของสารละลายก็เพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้ค่อนข้างเข้าใจได้ เนื่องจากปริมาณไอออน NH4+ ในสารละลายจะลดลงเนื่องจากการดูดซึม การแทรกตัว หรือทั้งการดูดซึมและการแทรกตัวของไอออน NH4+ โดยผลึก
การทดลองและการวิเคราะห์ผลผลิตผลึกได้ดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อกำหนดพฤติกรรมจลนศาสตร์ของการเจริญเติบโตของผลึกและคำนวณพลังงานกระตุ้นของการเจริญเติบโตของผลึก พารามิเตอร์ของจลนศาสตร์การตกผลึกแบบไอโซเทอร์มอลได้อธิบายไว้ในส่วนวิธีการ รูปที่ 4 แสดงกราฟ Johnson-Mehl-Avrami (JMA) ซึ่งแสดงพฤติกรรมจลนศาสตร์ของการเจริญเติบโตของผลึกนิกเกิลซัลเฟต กราฟนี้สร้างขึ้นโดยการพล็อตค่า ln[− ln(1− x(t))] เทียบกับค่า ln t (สมการที่ 3) ค่าความชันที่ได้จากกราฟสอดคล้องกับค่าดัชนี JMA (n) ซึ่งบ่งชี้ถึงมิติของผลึกที่กำลังเติบโตและกลไกการเจริญเติบโต ในขณะที่ค่าตัดบ่งชี้ถึงอัตราการเจริญเติบโตซึ่งแสดงด้วยค่าคงที่ ln k ค่าดัชนี JMA (n) อยู่ในช่วง 0.35 ถึง 0.75 ค่า n นี้บ่งชี้ว่าผลึกมีการเจริญเติบโตแบบหนึ่งมิติและเป็นไปตามกลไกการเจริญเติบโตที่ควบคุมโดยการแพร่ 0 < n < 1 บ่งชี้ถึงการเติบโตแบบหนึ่งมิติ ในขณะที่ n < 1 บ่งชี้ถึงกลไกการเติบโตที่ควบคุมโดยการแพร่ 18 อัตราการเติบโตของค่าคงที่ k ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการตกผลึกเกิดขึ้นเร็วขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า นี่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของความอิ่มตัวยิ่งยวดของสารละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า
แผนภาพ Johnson-Mehl-Avrami (JMA) ของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตที่อุณหภูมิการตกผลึกต่างกัน: (a) 25 °C, (b) 30 °C, (c) 35 °C และ (d) 40 °C
การเติมสารเจือปนแสดงให้เห็นรูปแบบอัตราการเติบโตที่เหมือนกันในทุกอุณหภูมิ เมื่อความเข้มข้นของสารเจือปนอยู่ที่ 2.5 กรัม/ลิตร อัตราการเติบโตของผลึกจะลดลง และเมื่อความเข้มข้นของสารเจือปนสูงกว่า 2.5 กรัม/ลิตร อัตราการเติบโตของผลึกจะเพิ่มขึ้น ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบของอัตราการเติบโตของผลึกเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในกลไกการปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนในสารละลาย เมื่อความเข้มข้นของสารเจือปนต่ำ กระบวนการแข่งขันระหว่างไอออนในสารละลายจะเพิ่มความสามารถในการละลายของตัวถูกละลาย ทำให้ลดอัตราการเติบโตของผลึกลง 14 ยิ่งไปกว่านั้น การเติมสารเจือปนในความเข้มข้นสูงทำให้กระบวนการเติบโตเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก เมื่อความเข้มข้นของสารเจือปนเกิน 3.75 กรัม/ลิตร จะมีการก่อตัวของนิวเคลียสผลึกใหม่เพิ่มเติม ซึ่งนำไปสู่การลดลงของความสามารถในการละลายของตัวถูกละลาย ทำให้เพิ่มอัตราการเติบโตของผลึก การก่อตัวของนิวเคลียสผลึกใหม่สามารถแสดงให้เห็นได้จากการก่อตัวของเกลือคู่ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O 16 เมื่อกล่าวถึงกลไกการเจริญเติบโตของผลึก ผลการวิเคราะห์ด้วยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ยืนยันการก่อตัวของเกลือคู่
ฟังก์ชันพล็อต JMA ได้รับการประเมินเพิ่มเติมเพื่อกำหนดพลังงานกระตุ้นของการตกผลึก พลังงานกระตุ้นคำนวณโดยใช้สมการ Arrhenius (แสดงในสมการ (4)) รูปที่ 5a แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า ln(kg) และค่า 1/T จากนั้น พลังงานกระตุ้นคำนวณโดยใช้ค่าความชันที่ได้จากพล็อต รูปที่ 5b แสดงค่าพลังงานกระตุ้นของการตกผลึกภายใต้ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสิ่งเจือปนส่งผลต่อพลังงานกระตุ้น พลังงานกระตุ้นของการตกผลึกของผลึกนิกเกิลซัลเฟตที่ไม่มีสิ่งเจือปนคือ 215.79 kJ/mol เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนถึง 2.5 g/L พลังงานกระตุ้นจะเพิ่มขึ้น 3.99% เป็น 224.42 kJ/mol การเพิ่มขึ้นของพลังงานกระตุ้นบ่งชี้ว่าอุปสรรคทางพลังงานของกระบวนการตกผลึกเพิ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การลดลงของอัตราการเติบโตของผลึกและผลผลิตของผลึก เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนมากกว่า 2.5 กรัม/ลิตร พลังงานกระตุ้นการตกผลึกจะลดลงอย่างมาก ที่ความเข้มข้นของสิ่งเจือปน 5 กรัม/ลิตร พลังงานกระตุ้นคือ 205.85 กิโลจูล/โมล ซึ่งต่ำกว่าพลังงานกระตุ้นที่ความเข้มข้นของสิ่งเจือปน 2.5 กรัม/ลิตร ถึง 8.27% การลดลงของพลังงานกระตุ้นแสดงให้เห็นว่ากระบวนการตกผลึกเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตราการเติบโตของผลึกและผลผลิตของผลึก
(a) การปรับกราฟของ ln(kg) เทียบกับ 1/T และ (b) พลังงานกระตุ้น Eg ของการตกผลึกที่ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่างๆ
กลไกการเจริญเติบโตของผลึกได้รับการตรวจสอบโดย XRD และสเปกโทรสโกปี FTIR และวิเคราะห์จลนศาสตร์การเจริญเติบโตของผลึกและพลังงานกระตุ้น รูปที่ 6 แสดงผลลัพธ์ XRD ข้อมูลสอดคล้องกับ PDF #08–0470 ซึ่งระบุว่าเป็น α-NiSO4 6H2O (ซิลิกาแดง) ผลึกอยู่ในระบบเตตระโกนัล กลุ่มพื้นที่คือ P41212 พารามิเตอร์ของเซลล์หน่วยคือ a = b = 6.782 Å, c = 18.28 Å, α = β = γ = 90° และปริมาตรคือ 840.8 Å3 ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้โดย Manomenova et al. 19 การนำไอออน NH4+ เข้ามายังนำไปสู่การก่อตัวของ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O ข้อมูลเป็นของ PDF หมายเลข 31–0062 ผลึกอยู่ในระบบโมโนคลินิก กลุ่มพื้นที่ P21/a พารามิเตอร์ของเซลล์หน่วยคือ a = 9.186 Å, b = 12.468 Å, c = 6.242 Å, α = γ = 90°, β = 106.93° และปริมาตรคือ 684 ų ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับการศึกษาครั้งก่อนที่รายงานโดย Su et al.²⁰
รูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของผลึกนิกเกิลซัลเฟต: (a–b) อัตราส่วนเมล็ด 0.5%, (c–d) 1%, (e–f) 1.5% และ (g–h) 2% ภาพด้านขวาเป็นภาพขยายของภาพด้านซ้าย
ดังแสดงในรูปที่ 6b, d, f และ h ความเข้มข้นของแอมโมเนียมในสารละลายสูงสุดโดยไม่เกิดเกลือเพิ่มเติมคือ 2.5 g/L เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนอยู่ที่ 3.75 และ 5 g/L ไอออน NH4+ จะถูกรวมเข้ากับโครงสร้างผลึกเพื่อสร้างเกลือเชิงซ้อน (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O จากข้อมูลพบว่าความเข้มของยอดพีคของเกลือเชิงซ้อนเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนเพิ่มขึ้นจาก 3.75 เป็น 5 g/L โดยเฉพาะที่ 2θ 16.47° และ 17.44° การเพิ่มขึ้นของยอดพีคของเกลือเชิงซ้อนเป็นผลมาจากหลักการสมดุลทางเคมีเท่านั้น อย่างไรก็ตาม พบยอดพีคที่ผิดปกติบางส่วนที่ 2θ 16.47° ซึ่งอาจเกิดจากการเสียรูปยืดหยุ่นของผลึก 21 ผลการวิเคราะห์ยังแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการเพาะเมล็ดที่สูงขึ้นส่งผลให้ความเข้มของยอดพีคของเกลือเชิงซ้อนลดลง อัตราส่วนของเมล็ดที่สูงขึ้นจะเร่งกระบวนการตกผลึก ซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างมากของตัวละลาย ในกรณีนี้ กระบวนการเจริญเติบโตของผลึกจะกระจุกตัวอยู่ที่เมล็ด และการก่อตัวของเฟสใหม่จะถูกขัดขวางโดยความอิ่มตัวยิ่งยวดของสารละลายที่ลดลง ในทางตรงกันข้าม เมื่ออัตราส่วนของเมล็ดต่ำ กระบวนการตกผลึกจะช้า และความอิ่มตัวยิ่งยวดของสารละลายยังคงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูง สถานการณ์นี้จะเพิ่มโอกาสในการเกิดนิวเคลียสของเกลือคู่ที่มีความละลายต่ำกว่า (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O ข้อมูลความเข้มสูงสุดของเกลือคู่แสดงอยู่ในตารางที่ 3
การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FTIR ดำเนินการเพื่อตรวจสอบความผิดปกติหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโครงผลึกหลักอันเนื่องมาจากการมีอยู่ของไอออน NH4+ ตัวอย่างที่มีอัตราส่วนการเติมสารตั้งต้นคงที่ 2% ได้รับการวิเคราะห์ รูปที่ 7 แสดงผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FTIR ยอดพีคกว้างที่สังเกตได้ที่ 3444, 3257 และ 1647 cm−1 เกิดจากโหมดการยืดตัวของพันธะ O–H ในโมเลกุล ยอดพีคที่ 2370 และ 2078 cm−1 แสดงถึงพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ แถบที่ 412 cm−1 เกิดจากการสั่นสะเทือนแบบยืดตัวของพันธะ Ni–O นอกจากนี้ ไอออน SO4− อิสระยังแสดงโหมดการสั่นสะเทือนหลักสี่โหมดที่ 450 (υ2), 630 (υ4), 986 (υ1) และ 1143 และ 1100 cm−1 (υ3) สัญลักษณ์ υ1-υ4 แทนคุณสมบัติของโหมดการสั่น โดยที่ υ1 แทนโหมดที่ไม่เสื่อมสภาพ (การยืดแบบสมมาตร) υ2 แทนโหมดที่เสื่อมสภาพสองเท่า (การดัดแบบสมมาตร) และ υ3 และ υ4 แทนโหมดที่เสื่อมสภาพสามเท่า (การยืดแบบไม่สมมาตรและการดัดแบบไม่สมมาตร ตามลำดับ) 22,23,24 ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของสิ่งเจือปนแอมโมเนียมทำให้เกิดยอดพีคเพิ่มเติมที่เลขคลื่น 1143 cm-1 (ทำเครื่องหมายด้วยวงกลมสีแดงในรูป) ยอดพีคเพิ่มเติมที่ 1143 cm-1 บ่งชี้ว่าการมีอยู่ของไอออน NH4+ ไม่ว่าจะมีความเข้มข้นเท่าใดก็ตาม ทำให้โครงสร้างแลตทิซบิดเบี้ยว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่การสั่นของโมเลกุลไอออนซัลเฟตภายในผลึก
จากผลการวิเคราะห์ XRD และ FTIR ที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมจลนศาสตร์ของการเจริญเติบโตของผลึกและพลังงานกระตุ้น รูปที่ 8 แสดงแผนภาพกระบวนการตกผลึกของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตเมื่อมีการเติมสารเจือปน NH4+ ในกรณีที่ไม่มีสารเจือปน ไอออน Ni2+ จะทำปฏิกิริยากับ H2O เพื่อสร้างนิกเกิลไฮเดรต [Ni(6H2O)]2− จากนั้น นิกเกิลไฮเดรตจะรวมตัวกับไอออน SO42− โดยอัตโนมัติเพื่อสร้างนิวเคลียส Ni(SO4)2 6H2O และเจริญเติบโตเป็นผลึกนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต เมื่อเติมสารเจือปนแอมโมเนียมที่มีความเข้มข้นต่ำ (2.5 กรัม/ลิตร หรือน้อยกว่า) ลงในสารละลาย [Ni(6H2O)]2− จะรวมตัวกับไอออน SO42− ได้อย่างสมบูรณ์ได้ยาก เนื่องจากไอออน [Ni(6H2O)]2− และ NH4+ แข่งขันกันเพื่อรวมตัวกับไอออน SO42− แม้ว่าจะมีไอออนซัลเฟตเพียงพอที่จะทำปฏิกิริยากับไอออนทั้งสองก็ตาม สถานการณ์นี้ทำให้พลังงานกระตุ้นของการตกผลึกเพิ่มขึ้นและการเติบโตของผลึกช้าลง 14,25 หลังจากที่นิวเคลียสของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตก่อตัวและเติบโตเป็นผลึกแล้ว ไอออน NH4+ และ (NH4)2SO4 จำนวนมากจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของผลึก นี่คือเหตุผลที่หมู่ฟังก์ชันของไอออน SO4− (เลขคลื่น 1143 cm−1) ในตัวอย่าง NSH-8 และ NSH-12 ยังคงก่อตัวอยู่โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการโดปปิ้ง เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนสูง ไอออน NH4+ จะเริ่มถูกรวมเข้ากับโครงสร้างผลึก ทำให้เกิดเกลือคู่ 16 ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากขาดไอออน SO42− ในสารละลาย และไอออน SO42− จะจับกับนิกเกิลไฮเดรตได้เร็วกว่าไอออนแอมโมเนียม กลไกนี้ส่งเสริมการเกิดนิวเคลียสและการเติบโตของเกลือคู่ ในระหว่างกระบวนการผสมโลหะ นิวเคลียส Ni(SO4)2 6H2O และ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O จะถูกสร้างขึ้นพร้อมกัน ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มจำนวนของนิวเคลียส การเพิ่มจำนวนของนิวเคลียสส่งเสริมการเร่งการเติบโตของผลึกและลดพลังงานกระตุ้น
ปฏิกิริยาเคมีของการละลายของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตในน้ำ การเติมแอมโมเนียมซัลเฟตในปริมาณเล็กน้อยและปริมาณมาก แล้วดำเนินการกระบวนการตกผลึก สามารถแสดงได้ดังนี้:
ผลการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) แสดงในรูปที่ 9 ผลการวิเคราะห์บ่งชี้ว่าปริมาณเกลือแอมโมเนียมที่เติมและอัตราส่วนการเติมเมล็ดผลึกไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อรูปร่างของผลึก ขนาดของผลึกที่เกิดขึ้นยังคงค่อนข้างคงที่ แม้ว่าจะมีผลึกขนาดใหญ่ปรากฏขึ้นในบางจุด อย่างไรก็ตาม ยังจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบผลกระทบของความเข้มข้นของเกลือแอมโมเนียมและอัตราส่วนการเติมเมล็ดผลึกต่อขนาดเฉลี่ยของผลึกที่เกิดขึ้น
ลักษณะผลึกของ NiSO4 6H2O: (a–e) อัตราส่วนเมล็ด 0.5%, (f–j) 1%, (h–o) 1.5% และ (p–u) 2% แสดงการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ NH4+ จากบนลงล่าง ซึ่งคือ 0, 1.25, 2.5, 3.75 และ 5 กรัม/ลิตร ตามลำดับ
รูปที่ 10a แสดงเส้นโค้ง TGA ของผลึกที่มีความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่างกัน การวิเคราะห์ TGA ดำเนินการกับตัวอย่างที่มีอัตราส่วนการเติมเมล็ด 2% นอกจากนี้ยังทำการวิเคราะห์ XRD กับตัวอย่าง NSH-20 เพื่อตรวจสอบสารประกอบที่เกิดขึ้น ผลลัพธ์ XRD ที่แสดงในรูปที่ 10b ยืนยันการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างผลึก การวัดเทอร์โมกราวิเมตริกแสดงให้เห็นว่าผลึกที่สังเคราะห์ทั้งหมดมีเสถียรภาพทางความร้อนจนถึง 80°C ต่อมา น้ำหนักของผลึกลดลง 35% เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 200°C การลดลงของน้ำหนักของผลึกเกิดจากกระบวนการสลายตัว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสูญเสียโมเลกุลน้ำ 5 โมเลกุลเพื่อสร้าง NiSO4 H2O เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 300–400°C น้ำหนักของผลึกก็ลดลงอีกครั้ง การลดลงของน้ำหนักของผลึกอยู่ที่ประมาณ 6.5% ในขณะที่การลดลงของน้ำหนักของตัวอย่างผลึก NSH-20 สูงกว่าเล็กน้อย คือ 6.65% การสลายตัวของไอออน NH4+ เป็นก๊าซ NH3 ในตัวอย่าง NSH-20 ส่งผลให้ความสามารถในการรีดิวซ์สูงขึ้นเล็กน้อย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 300 เป็น 400°C น้ำหนักของผลึกจะลดลง ส่งผลให้ผลึกทั้งหมดมีโครงสร้าง NiSO4 การเพิ่มอุณหภูมิจาก 700°C เป็น 800°C ทำให้โครงสร้างผลึกเปลี่ยนไปเป็น NiO ส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซ SO2 และ O2 ออกมา25,26
ความบริสุทธิ์ของผลึกนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตถูกกำหนดโดยการประเมินความเข้มข้นของ NH4+ โดยใช้เครื่องมือ DC-Arc ICP-MS ความบริสุทธิ์ของผลึกนิกเกิลซัลเฟตถูกกำหนดโดยใช้สูตร (5)
โดยที่ Ma คือมวลของสิ่งเจือปนในผลึก (มิลลิกรัม), Mo คือมวลของผลึก (มิลลิกรัม), Ca คือความเข้มข้นของสิ่งเจือปนในสารละลาย (มิลลิกรัม/ลิตร), และ V คือปริมาตรของสารละลาย (ลิตร)
รูปที่ 11 แสดงความบริสุทธิ์ของผลึกนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต ค่าความบริสุทธิ์เป็นค่าเฉลี่ยของลักษณะ 3 ประการ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการเพาะเมล็ดและความเข้มข้นของสิ่งเจือปนส่งผลโดยตรงต่อความบริสุทธิ์ของผลึกนิกเกิลซัลเฟตที่เกิดขึ้น ยิ่งความเข้มข้นของสิ่งเจือปนสูง การดูดซับสิ่งเจือปนก็จะยิ่งมากขึ้น ส่งผลให้ความบริสุทธิ์ของผลึกที่เกิดขึ้นลดลง อย่างไรก็ตาม รูปแบบการดูดซับสิ่งเจือปนอาจเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสิ่งเจือปน และกราฟผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการดูดซับสิ่งเจือปนโดยรวมของผลึกไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ผลลัพธ์เหล่านี้ยังแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการเพาะเมล็ดที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงความบริสุทธิ์ของผลึกได้ ปรากฏการณ์นี้เป็นไปได้เพราะเมื่อนิวเคลียสของผลึกที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่นิวเคลียสของนิกเกิล ความน่าจะเป็นที่ไอออนของนิกเกิลจะสะสมอยู่บนนิกเกิลก็จะสูงขึ้น 27
การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าไอออนแอมโมเนียม (NH4+) มีผลอย่างมากต่อกระบวนการตกผลึกและคุณสมบัติของผลึกนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต และยังเผยให้เห็นถึงอิทธิพลของอัตราส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อกระบวนการตกผลึกอีกด้วย
ที่ความเข้มข้นของแอมโมเนียมสูงกว่า 2.5 กรัม/ลิตร ผลผลิตผลึกและอัตราการเติบโตของผลึกจะลดลง ในทางกลับกัน ที่ความเข้มข้นของแอมโมเนียมสูงกว่า 2.5 กรัม/ลิตร ผลผลิตผลึกและอัตราการเติบโตของผลึกจะเพิ่มขึ้น
การเติมสารเจือปนลงในสารละลายของนิกเกลจะเพิ่มการแข่งขันระหว่างไอออน NH4+ และ [Ni(6H2O)]2− สำหรับ SO42− ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของพลังงานกระตุ้น การลดลงของพลังงานกระตุ้นหลังจากเติมสารเจือปนที่มีความเข้มข้นสูงนั้นเกิดจากการที่ไอออน NH4+ เข้าไปในโครงสร้างผลึก จึงเกิดเป็นเกลือคู่ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O
การใช้สัดส่วนการเพาะเมล็ดที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงปริมาณผลผลิตผลึก อัตราการเติบโตของผลึก และความบริสุทธิ์ของผลึกของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรตได้
Demirel, HS และคณะ การตกผลึกของนิกเกิลซัลเฟตไฮเดรตเกรดแบตเตอรี่ด้วยตัวทำละลายต้านระหว่างกระบวนการแปรรูปลาเทอไรต์ Sept. Purification Technology, 286, 120473. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2022.120473 (2022)
Saguntala, P. และ Yasota, P. การประยุกต์ใช้ทางแสงของผลึกนิกเกิลซัลเฟตที่อุณหภูมิสูง: การศึกษาลักษณะเฉพาะโดยเติมกรดอะมิโนเป็นสารเจือปน Mater. Today Proc. 9, 669–673. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2018.10.391 (2019).
Babaahmadi, V. และคณะ การชุบโลหะด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างลวดลายของนิกเกิลบนพื้นผิวสิ่งทอโดยใช้การพิมพ์ผ่านโพลีออลบนกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง วารสารวิศวกรรมฟิสิกส์และเคมีของพื้นผิวคอลลอยด์ 703, 135203. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024)
Fraser, J., Anderson, J., Lazuen, J. และคณะ “ความต้องการในอนาคตและความมั่นคงด้านอุปทานของนิกเกลสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า” สำนักงานสิ่งพิมพ์ของสหภาพยุโรป; (2021). https://doi.org/10.2760/212807
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. และ Louhi-Kultanen, M. การทำให้บริสุทธิ์ของนิกเกิลซัลเฟตโดยการตกผลึกแบบแบทช์พร้อมการทำความเย็น เทคโนโลยีวิศวกรรมเคมี 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/CEAT.201800695 (2019)
Ma, Y. และคณะ การประยุกต์ใช้วิธีการตกตะกอนและการตกผลึกในการผลิตเกลือโลหะสำหรับวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: บทวิจารณ์ โลหะ 10(12), 1-16. https://doi.org/10.3390/MET10121609 (2020)
Masalov, VM และคณะ การเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวของนิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต (α-NiSO4.6H2O) ภายใต้สภาวะการไล่ระดับอุณหภูมิคงที่ คริสตัลโลกราฟี 60(6), 963–969. https://doi.org/10.1134/S1063774515060206 (2015)
Choudhury, RR และคณะ ผลึกอัลฟา-นิกเกิลซัลเฟตเฮกซาไฮเดรต: ความสัมพันธ์ระหว่างสภาวะการเจริญเติบโต โครงสร้างผลึก และคุณสมบัติ JApCr. 52, 1371–1377. https://doi.org/10.1107/S1600576719013797FILE (2019)
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. และ Louhi-Kultanen, M. การทำให้บริสุทธิ์ของนิกเกิลซัลเฟตโดยการตกผลึกแบบเย็นตัวเป็นกลุ่ม Chemical Engineering Technology 42(7), 1475–1480. https://doi.org/10.1002/ceat.201800695 (2019).