劉閏祺

資源的循環(huán)利用是現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)發(fā)展的必然選擇，為發(fā)揮自然資源最大化效益，必須改變傳統(tǒng)生產(chǎn)對(duì)資源利用形成的“資源——產(chǎn)品——廢棄物”的單向直線模式，避免出現(xiàn)創(chuàng)造的財(cái)富越多，消耗的資源和產(chǎn)生的廢棄物就越多，對(duì)環(huán)境資源的負(fù)面影響也就越大的不利局面。要采取“資源——產(chǎn)品——再生資源”的資源深度利用模式，實(shí)現(xiàn)資源的高效和循環(huán)利用，促進(jìn)污染的低排放甚至零排放，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本文以鋰離子電池制備廢液的回收實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明資源循環(huán)利用是行之有效的科學(xué)之路。

人類只有一個(gè)地球，保護(hù)好地球生態(tài)環(huán)境也就是保護(hù)好人類賴以生存的家園。近幾年來(lái)，隨著手機(jī)的普及，手機(jī)使用的鋰離子電池?cái)?shù)量急速增加，工廠排放的廢液也逐年大幅度增多。如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患及環(huán)境污染，同時(shí)還會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)。

在化學(xué)老師的幫助和鼓勵(lì)下，我查閱了廢液的回收和處理相關(guān)資料，利用學(xué)習(xí)到的化學(xué)知識(shí)，嘗試從企業(yè)的鋰離子電池制備廢液中回收貴重金屬鋰，實(shí)現(xiàn)貴金屬資源的循環(huán)利用。以下是我的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，希望與大家分享我的實(shí)驗(yàn)體會(huì)。

實(shí)驗(yàn)的基本原理和化學(xué)反應(yīng)式

鋰離子電池作為一種新型綠色環(huán)保的能源，其發(fā)展必然受到全球的關(guān)注，特別是動(dòng)力鋰離子電池在純電動(dòng)汽車中的應(yīng)用，為鋰離子電池業(yè)的發(fā)展帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景。正極材料是鋰離子電池特別是動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。目前公認(rèn)的安全環(huán)保的正極材料是LiFePO4，其具有放電電壓高（3.4V）、放電容量高（170mAh/g）、循環(huán)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性良好、原料成本低及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但是由于LiFePO4本身電導(dǎo)率較低，大倍率充放電性能差，循環(huán)性能一般等，限制了其商業(yè)化進(jìn)程。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)水熱法合成LiFePO4進(jìn)行研究的發(fā)展，打破了LiFe-PO4循環(huán)壽命不理想的問(wèn)題，由于水熱法合成的材料顆粒具有結(jié)晶完好、無(wú)團(tuán)聚、分散性好、粒徑小、形貌規(guī)則、雜質(zhì)含量低等特點(diǎn)，因此采用水熱法制備的LiFePO4材料具備充放電可逆性強(qiáng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。

鋰電企業(yè)采用水熱法制備[LiFePO4，]其反應(yīng)原料為[LiOH、NH4H2PO4、FeSO4，]所加入量分別為1.08mol、0.36mol和0.36mol，實(shí)際參與反應(yīng)方程式為：

化學(xué)實(shí)驗(yàn)單調(diào)而枯燥，但對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的期待卻支撐著我耐心操作。在化學(xué)老師的指導(dǎo)和幫助下，我通過(guò)實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了探索未知領(lǐng)域的興趣，收獲了變費(fèi)為寶的喜悅，感受到資源循環(huán)利用大有可為。我深刻體會(huì)到知識(shí)就是財(cái)富，知識(shí)就是生產(chǎn)力，我現(xiàn)在學(xué)到的化學(xué)知識(shí)還十分有限，要通過(guò)努力學(xué)習(xí)，掌握更加多高、精、尖科學(xué)技術(shù)知識(shí)，為國(guó)家富強(qiáng)和社會(huì)進(jìn)步貢獻(xiàn)聰明才智，切實(shí)保護(hù)好地球環(huán)境、合理利用有限的地球資源，實(shí)現(xiàn)共建和諧、美麗人類家園的夢(mèng)想。