សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ nature.com។ កំណែកម្មវិធីរុករកដែលអ្នកកំពុងប្រើមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានបទពិសោធន៍ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកំណែកម្មវិធីរុករកចុងក្រោយបំផុត (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ លើសពីនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ គេហទំព័រនេះនឹងមិនរួមបញ្ចូលរចនាប័ទ្ម ឬ JavaScript ទេ។
ការសិក្សានេះស៊ើបអង្កេតពីផលប៉ះពាល់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+ និងសមាមាត្រគ្រាប់ពូជទៅលើយន្តការលូតលាស់ និងដំណើរការនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាតក្រោមការគ្រីស្តាល់ត្រជាក់មិនឈប់ឈរ ហើយពិនិត្យមើលផលប៉ះពាល់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+ ទៅលើយន្តការលូតលាស់ លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ និងក្រុមមុខងារនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាត។ នៅកំហាប់ភាពមិនបរិសុទ្ធទាប អ៊ីយ៉ុង Ni2+ និង NH4+ ប្រកួតប្រជែងជាមួយ SO42− សម្រាប់ការចង ដែលបណ្តាលឱ្យទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និងអត្រាកំណើនថយចុះ និងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគ្រីស្តាល់កើនឡើង។ នៅកំហាប់ភាពមិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ អ៊ីយ៉ុង NH4+ ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ដើម្បីបង្កើតជាអំបិលស្មុគស្មាញ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O។ ការបង្កើតអំបិលស្មុគស្មាញបណ្តាលឱ្យទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និងអត្រាកំណើនកើនឡើង និងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគ្រីស្តាល់ថយចុះ។ វត្តមាននៃកំហាប់អ៊ីយ៉ុង NH4+ ទាំងខ្ពស់ និងទាបបណ្តាលឱ្យមានការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយបន្ទះឈើ ហើយគ្រីស្តាល់មានស្ថេរភាពកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាពរហូតដល់ 80°C។ លើសពីនេះ ឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+ ទៅលើយន្តការលូតលាស់គ្រីស្តាល់គឺធំជាងសមាមាត្រគ្រាប់ពូជ។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុមិនបរិសុទ្ធទាប ភាពមិនបរិសុទ្ធងាយនឹងភ្ជាប់ទៅនឹងគ្រីស្តាល់។ នៅពេលដែលកំហាប់ខ្ពស់ ភាពមិនបរិសុទ្ធងាយនឹងបញ្ចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់។ សមាមាត្រគ្រាប់ពូជអាចបង្កើនទិន្នផលគ្រីស្តាល់យ៉ាងខ្លាំង និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់បន្តិច។
នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាត (NiSO4 6H2O) ឥឡូវនេះគឺជាសម្ភារៈសំខាន់មួយដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំងការផលិតអាគុយ ការស្រោបដោយអគ្គិសនី កាតាលីករ និងសូម្បីតែក្នុងការផលិតម្ហូបអាហារ ប្រេង និងទឹកអប់។ 1,2,3 សារៈសំខាន់របស់វាកំពុងកើនឡើងជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃយានយន្តអគ្គិសនី ដែលពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង (LiB) ដែលមានមូលដ្ឋានលើនីកែល។ ការប្រើប្រាស់យ៉ាន់ស្ព័រនីកែលខ្ពស់ដូចជា NCM 811 ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងគ្របដណ្ដប់នៅឆ្នាំ 2030 ដែលបង្កើនតម្រូវការសម្រាប់នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតបន្ថែមទៀត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែការរឹតបន្តឹងធនធាន ការផលិតអាចនឹងមិនបំពេញតាមតម្រូវការដែលកំពុងកើនឡើង ដែលបង្កើតគម្លាតរវាងការផ្គត់ផ្គង់ និងតម្រូវការ។ កង្វះខាតនេះបានបង្កើនការព្រួយបារម្ភអំពីភាពអាចរកបាននៃធនធាន និងស្ថិរភាពតម្លៃ ដែលបង្ហាញពីតម្រូវការសម្រាប់ការផលិតប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតថ្នាក់ថ្មដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ និងមានស្ថេរភាព។ 1,4
ការផលិតនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតជាទូទៅត្រូវបានសម្រេចដោយការគ្រីស្តាល់។ ក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗ វិធីសាស្រ្តត្រជាក់គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ ដែលមានគុណសម្បត្តិនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប និងសមត្ថភាពក្នុងការផលិតវត្ថុធាតុដើមដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ ៥,៦ ការស្រាវជ្រាវលើការគ្រីស្តាល់នៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតដោយប្រើគ្រីស្តាល់ត្រជាក់មិនឈប់ឈរបានធ្វើឱ្យមានវឌ្ឍនភាពគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ បច្ចុប្បន្ននេះ ការស្រាវជ្រាវភាគច្រើនផ្តោតលើការកែលម្អដំណើរការគ្រីស្តាល់ដោយការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជាសីតុណ្ហភាព អត្រាត្រជាក់ ទំហំគ្រាប់ពូជ និង pH។ ៧,៨,៩ គោលដៅគឺដើម្បីបង្កើនទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និងភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់ដែលទទួលបាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បើទោះបីជាមានការសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយអំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះក៏ដោយ ក៏នៅតែមានគម្លាតដ៏ធំមួយនៅក្នុងការយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ ជាពិសេសអាម៉ូញ៉ូម (NH4+) លើលទ្ធផលនៃការគ្រីស្តាល់។
ភាពមិនបរិសុទ្ធអាម៉ូញ៉ូមទំនងជាមានវត្តមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយនីកែលដែលប្រើសម្រាប់គ្រីស្តាល់នីកែលដោយសារតែវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធអាម៉ូញ៉ូមក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្រង់ចេញ។ អាម៉ូញាក់ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅជាភ្នាក់ងារបង្កើតសាប៉ូនីហ្វៃ ដែលបន្សល់ទុក NH4+ មួយចំនួនតូចនៅក្នុងដំណោះស្រាយនីកែល។ 10,11,12 ទោះបីជាមានភាពមិនបរិសុទ្ធអាម៉ូញ៉ូមគ្រប់ទីកន្លែងក៏ដោយ ឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រីស្តាល់ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ យន្តការលូតលាស់ លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ ភាពបរិសុទ្ធ។ល។ នៅតែមិនទាន់យល់ច្បាស់នៅឡើយ។ ការស្រាវជ្រាវមានកម្រិតលើឥទ្ធិពលរបស់វាគឺជារឿងសំខាន់ ពីព្រោះភាពមិនបរិសុទ្ធអាចរារាំង ឬផ្លាស់ប្តូរការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ ហើយក្នុងករណីខ្លះ វាដើរតួជាសារធាតុរារាំង ដែលប៉ះពាល់ដល់ការផ្លាស់ប្តូររវាងទម្រង់គ្រីស្តាល់ដែលអាចរលាយបាន និងទម្រង់គ្រីស្តាល់ដែលមានស្ថេរភាព។ 13,14 ដូច្នេះការយល់ដឹងអំពីផលប៉ះពាល់ទាំងនេះគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ពីទស្សនៈឧស្សាហកម្ម ពីព្រោះភាពមិនបរិសុទ្ធអាចធ្វើឱ្យខូចគុណភាពផលិតផល។
ដោយផ្អែកលើសំណួរជាក់លាក់មួយ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងស៊ើបអង្កេតពីឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអាម៉ូញ៉ូមទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃគ្រីស្តាល់នីកែល។ តាមរយៈការយល់ដឹងអំពីឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ វិធីសាស្រ្តថ្មីៗអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីគ្រប់គ្រង និងកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានរបស់វា។ ការសិក្សានេះក៏បានស៊ើបអង្កេតពីទំនាក់ទំនងរវាងកំហាប់ភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការប្រែប្រួលសមាមាត្រគ្រាប់ពូជផងដែរ។ ដោយសារគ្រាប់ពូជត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការផលិត ប៉ារ៉ាម៉ែត្រគ្រាប់ពូជត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការសិក្សានេះ ហើយវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងពីទំនាក់ទំនងរវាងកត្តាទាំងពីរនេះ។ 15 ផលប៉ះពាល់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងពីរនេះត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាពីទិន្នផលគ្រីស្តាល់ យន្តការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ រូបរាង និងភាពបរិសុទ្ធ។ លើសពីនេះ ឥរិយាបថចលនា លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ និងក្រុមមុខងារនៃគ្រីស្តាល់ក្រោមឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+ តែម្នាក់ឯងត្រូវបានស៊ើបអង្កេតបន្ថែមទៀត។
សម្ភារៈដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះគឺ នីកែលស៊ុលហ្វាត ហិចសាហ៊ីដ្រាត (NiSO 6H2O, ≥ 99.8%) ដែលផ្តល់ដោយ GEM; អាម៉ូញ៉ូមស៊ុលហ្វាត ((NH)SO, ≥ 99%) ដែលទិញពីក្រុមហ៊ុន Tianjin Huasheng Co., Ltd.; ទឹកចម្រោះ។ គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជដែលប្រើគឺ NiSO 6H2O ដែលត្រូវបានកំទេច និងរែងដើម្បីទទួលបានទំហំភាគល្អិតឯកសណ្ឋាន 0.154 មីលីម៉ែត្រ។ លក្ខណៈរបស់ NiSO 6H2O ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1 និងរូបភាពទី 1។
ឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+ និងសមាមាត្រគ្រាប់ពូជលើការគ្រីស្តាល់នៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយប្រើការត្រជាក់មិនទៀងទាត់។ ការពិសោធន៍ទាំងអស់ត្រូវបានធ្វើឡើងនៅសីតុណ្ហភាពដំបូង 25°C។ 25°C ត្រូវបានជ្រើសរើសជាសីតុណ្ហភាពគ្រីស្តាល់ដោយពិចារណាលើដែនកំណត់នៃការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពអំឡុងពេលច្រោះ។ ការគ្រីស្តាល់អាចត្រូវបានបង្កឡើងដោយការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពភ្លាមៗក្នុងអំឡុងពេលច្រោះដំណោះស្រាយក្តៅដោយប្រើចីវលោ Buchner សីតុណ្ហភាពទាប។ ដំណើរការនេះអាចប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ចលនវិទ្យា ការស្រូបយកភាពមិនបរិសុទ្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រីស្តាល់ផ្សេងៗ។
ដំណោះស្រាយនីកែលត្រូវបានរៀបចំដំបូងដោយការរំលាយ NiSO4 6H2O ចំនួន 224 ក្រាមក្នុងទឹកចម្រោះ 200 មីលីលីត្រ។ កំហាប់ដែលបានជ្រើសរើសត្រូវគ្នាទៅនឹងភាពឆ្អែតលើស (S) = 1.109។ ភាពឆ្អែតលើសត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រៀបធៀបភាពរលាយនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតរលាយជាមួយនឹងភាពរលាយនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតនៅសីតុណ្ហភាព 25 អង្សាសេ។ ភាពឆ្អែតលើសទាបត្រូវបានជ្រើសរើសដើម្បីការពារការគ្រីស្តាល់ដោយឯកឯងនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបន្ទាបមកត្រឹមសីតុណ្ហភាពដំបូង។
ឥទ្ធិពលនៃកំហាប់អ៊ីយ៉ុង NH4+ ទៅលើដំណើរការគ្រីស្តាល់ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយការបន្ថែម (NH4)2SO4 ទៅក្នុងដំណោះស្រាយនីកែល។ កំហាប់អ៊ីយ៉ុង NH4+ ដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះគឺ 0, 1.25, 2.5, 3.75 និង 5 ក្រាម/លីត្រ។ ដំណោះស្រាយត្រូវបានកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព 60°C រយៈពេល 30 នាទី ខណៈពេលកំពុងកូរនៅល្បឿន 300 rpm ដើម្បីធានាបាននូវការលាយបញ្ចូលគ្នាឯកសណ្ឋាន។ បន្ទាប់មកដំណោះស្រាយត្រូវបានត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មដែលចង់បាន។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 25°C បរិមាណគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជផ្សេងៗគ្នា (សមាមាត្រគ្រាប់ពូជ 0.5%, 1%, 1.5% និង 2%) ត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ សមាមាត្រគ្រាប់ពូជត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រៀបធៀបទម្ងន់នៃគ្រាប់ពូជជាមួយនឹងទម្ងន់ NiSO4 6H2O នៅក្នុងដំណោះស្រាយ។
បន្ទាប់ពីបន្ថែមគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជទៅក្នុងដំណោះស្រាយរួច ដំណើរការគ្រីស្តាល់បានកើតឡើងដោយធម្មជាតិ។ ដំណើរការគ្រីស្តាល់មានរយៈពេល 30 នាទី។ ដំណោះស្រាយត្រូវបានច្រោះដោយប្រើម៉ាស៊ីនចុចតម្រងដើម្បីបំបែកគ្រីស្តាល់ដែលប្រមូលផ្តុំចេញពីដំណោះស្រាយបន្ថែមទៀត។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការច្រោះ គ្រីស្តាល់ត្រូវបានលាងសម្អាតជាប្រចាំជាមួយអេតាណុល ដើម្បីកាត់បន្ថយលទ្ធភាពនៃការគ្រីស្តាល់ឡើងវិញ និងកាត់បន្ថយការស្អិតជាប់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងដំណោះស្រាយទៅនឹងផ្ទៃគ្រីស្តាល់។ អេតាណុលត្រូវបានជ្រើសរើសដើម្បីលាងសម្អាតគ្រីស្តាល់ ពីព្រោះគ្រីស្តាល់មិនរលាយក្នុងអេតាណុល។ គ្រីស្តាល់ដែលច្រោះត្រូវបានដាក់ក្នុងម៉ាស៊ីនភ្ញាស់មន្ទីរពិសោធន៍នៅសីតុណ្ហភាព 50°C។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រពិសោធន៍លម្អិតដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 2។
រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ XRD (SmartLab SE—HyPix-400) ហើយវត្តមាននៃសមាសធាតុ NH4+ ត្រូវបានរកឃើញ។ ការកំណត់លក្ខណៈ SEM (Apreo 2 HiVac) ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីវិភាគរូបវិទ្យាគ្រីស្តាល់។ លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅនៃគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ TGA (TG-209-F1 Libra)។ ក្រុមមុខងារត្រូវបានវិភាគដោយ FTIR (JASCO-FT/IR-4X)។ ភាពបរិសុទ្ធនៃគំរូត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ ICP-MS (Prodigy DC Arc)។ គំរូត្រូវបានរៀបចំដោយរំលាយគ្រីស្តាល់ 0.5 ក្រាមក្នុងទឹកចម្រោះ 100 មីលីលីត្រ។ ទិន្នផលគ្រីស្តាល់ (x) ត្រូវបានគណនាដោយការបែងចែកម៉ាស់នៃគ្រីស្តាល់ទិន្នផលដោយម៉ាស់នៃគ្រីស្តាល់បញ្ចូលយោងតាមរូបមន្ត (1)។
ដែល x ជាទិន្នផលគ្រីស្តាល់ ដែលប្រែប្រួលពី 0 ដល់ 1, mout ជាទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់ទិន្នផល (g), min ជាទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់បញ្ចូល (g), msol ជាទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់ក្នុងដំណោះស្រាយ និង mseed ជាទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ។
ទិន្នផលគ្រីស្តាល់ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតបន្ថែមទៀតដើម្បីកំណត់ចលនវិទ្យាកំណើនគ្រីស្តាល់ និងប៉ាន់ស្មានតម្លៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។ ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងសមាមាត្រសាបព្រួស 2% និងនីតិវិធីពិសោធន៍ដូចគ្នានឹងមុន។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រចលនវិទ្យាគ្រីស្តាល់អ៊ីសូថឺម៉ាល់ត្រូវបានកំណត់ដោយការវាយតម្លៃទិន្នផលគ្រីស្តាល់នៅពេលវេលាគ្រីស្តាល់ផ្សេងៗគ្នា (10, 20, 30 និង 40 នាទី) និងសីតុណ្ហភាពដំបូង (25, 30, 35 និង 40 °C)។ កំហាប់ដែលបានជ្រើសរើសនៅសីតុណ្ហភាពដំបូងត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃលើសតិត្ថិភាព (S) 1.109, 1.052, 1 និង 0.953 រៀងគ្នា។ តម្លៃលើសតិត្ថិភាពត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រៀបធៀបភាពរលាយនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតរលាយជាមួយនឹងភាពរលាយនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតនៅសីតុណ្ហភាពដំបូង។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ ភាពរលាយនៃ NiSO4 6H2O ក្នុងទឹក 200 មីលីលីត្រនៅសីតុណ្ហភាពផ្សេងៗគ្នាដោយគ្មានភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។
ទ្រឹស្តី Johnson-Mail-Avrami (ទ្រឹស្តី JMA) ត្រូវបានប្រើដើម្បីវិភាគឥរិយាបថគ្រីស្តាល់អ៊ីសូទែរម៉ាល់។ ទ្រឹស្តី JMA ត្រូវបានជ្រើសរើសពីព្រោះដំណើរការគ្រីស្តាល់មិនកើតឡើងទេរហូតដល់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ទ្រឹស្តី JMA ត្រូវបានពិពណ៌នាដូចខាងក្រោម៖
ដែល x(t) តំណាងឱ្យការផ្លាស់ប្តូរនៅពេល t, k តំណាងឱ្យថេរអត្រាផ្លាស់ប្តូរ, t តំណាងឱ្យពេលវេលាផ្លាស់ប្តូរ និង n តំណាងឱ្យសន្ទស្សន៍ Avrami។ រូបមន្តទី 3 ត្រូវបានទាញយកចេញពីរូបមន្ត (2)។ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើសមីការ Arrhenius៖
ដែល kg ជាថេរអត្រាប្រតិកម្ម k0 ជាថេរ Eg ជាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ R ជាថេរឧស្ម័នម៉ូឡា (R=8.314 J/mol K) និង T ជាសីតុណ្ហភាពគ្រីស្តាល់អ៊ីសូទែរម៉ាល់ (K)។
រូបភាពទី 3a បង្ហាញថា សមាមាត្រនៃការសាបព្រួស និងកំហាប់សារធាតុជំនួយមានឥទ្ធិពលលើទិន្នផលគ្រីស្តាល់នីកែល។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុជំនួយនៅក្នុងដំណោះស្រាយកើនឡើងដល់ 2.5 ក្រាម/លីត្រ ទិន្នផលគ្រីស្តាល់បានថយចុះពី 7.77% មក 6.48% (សមាមាត្រគ្រាប់ពូជ 0.5%) និងពី 10.89% មក 10.32% (សមាមាត្រគ្រាប់ពូជ 2%)។ ការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃកំហាប់សារធាតុជំនួយបាននាំឱ្យមានការកើនឡើងដែលត្រូវគ្នានៃទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ ទិន្នផលខ្ពស់បំផុតបានឈានដល់ 17.98% នៅពេលដែលសមាមាត្រនៃការសាបព្រួសគឺ 2% និងកំហាប់សារធាតុជំនួយគឺ 5 ក្រាម/លីត្រ។ ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងគំរូទិន្នផលគ្រីស្តាល់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់សារធាតុជំនួយអាចទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងយន្តការលូតលាស់គ្រីស្តាល់។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុជំនួយទាប អ៊ីយ៉ុង Ni2+ និង NH4+ ប្រកួតប្រជែងដើម្បីភ្ជាប់ជាមួយ SO42− ដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃរលាយនៃនីកែលនៅក្នុងដំណោះស្រាយ និងការថយចុះនៃទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ 14 នៅពេលដែលកំហាប់មិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ ដំណើរការប្រកួតប្រជែងនៅតែកើតឡើង ប៉ុន្តែអ៊ីយ៉ុង NH4+ មួយចំនួនសម្របសម្រួលជាមួយអ៊ីយ៉ុងនីកែល និងស៊ុលហ្វាត ដើម្បីបង្កើតជាអំបិលទ្វេនៃនីកែលអាម៉ូញ៉ូមស៊ុលហ្វាត។ 16 ការបង្កើតអំបិលទ្វេនាំឱ្យមានការថយចុះនៃរលាយនៃសារធាតុរលាយ ដោយហេតុនេះបង្កើនទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ ការបង្កើនសមាមាត្រសាបព្រួសអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងជាបន្តបន្ទាប់នូវទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ គ្រាប់ពូជអាចចាប់ផ្តើមដំណើរការបង្កើតស្នូល និងការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ដោយឯកឯងដោយផ្តល់ផ្ទៃដំបូងសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងរលាយដើម្បីរៀបចំ និងបង្កើតគ្រីស្តាល់។ នៅពេលដែលសមាមាត្រសាបព្រួសកើនឡើង ផ្ទៃដំបូងសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងដើម្បីរៀបចំកើនឡើង ដូច្នេះគ្រីស្តាល់កាន់តែច្រើនអាចត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដូច្នេះ ការបង្កើនសមាមាត្រសាបព្រួសមានឥទ្ធិពលផ្ទាល់ទៅលើអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់ និងទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ 17
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃ NiSO4 6H2O៖ (ក) ទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និង (ខ) pH នៃដំណោះស្រាយនីកែលមុន និងក្រោយពេលចាក់វ៉ាក់សាំង។
រូបភាពទី 3b បង្ហាញថា សមាមាត្រគ្រាប់ពូជ និងកំហាប់សារធាតុជំនួយប៉ះពាល់ដល់ pH នៃដំណោះស្រាយនីកែលមុន និងក្រោយពេលបន្ថែមគ្រាប់ពូជ។ គោលបំណងនៃការត្រួតពិនិត្យ pH នៃដំណោះស្រាយគឺដើម្បីយល់ពីការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងគីមីនៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ មុនពេលបន្ថែមគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ pH នៃដំណោះស្រាយមានទំនោរថយចុះដោយសារតែវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុង NH4+ ដែលបញ្ចេញប្រូតុង H+។ ការបង្កើនកំហាប់សារធាតុជំនួយបណ្តាលឱ្យមានប្រូតុង H+ កាន់តែច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញ ដោយហេតុនេះធ្វើឱ្យ pH នៃដំណោះស្រាយថយចុះ។ បន្ទាប់ពីបន្ថែមគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ pH នៃដំណោះស្រាយទាំងអស់កើនឡើង។ និន្នាការ pH មានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានជាមួយនឹងនិន្នាការទិន្នផលគ្រីស្តាល់។ តម្លៃ pH ទាបបំផុតត្រូវបានទទួលនៅកំហាប់សារធាតុជំនួយ 2.5 ក្រាម/លីត្រ និងសមាមាត្រគ្រាប់ពូជ 0.5%។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុជំនួយកើនឡើងដល់ 5 ក្រាម/លីត្រ pH នៃដំណោះស្រាយកើនឡើង។ បាតុភូតនេះអាចយល់បានណាស់ ព្រោះភាពអាចរកបាននៃអ៊ីយ៉ុង NH4+ នៅក្នុងដំណោះស្រាយថយចុះ ទាំងដោយសារតែការស្រូបយក ឬដោយសារតែការដាក់បញ្ចូល ឬដោយសារតែការស្រូបយក និងការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង NH4+ ដោយគ្រីស្តាល់។
ការពិសោធន៍ និងការវិភាគទិន្នផលគ្រីស្តាល់ត្រូវបានធ្វើឡើងបន្ថែមទៀត ដើម្បីកំណត់ឥរិយាបថចលនានៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ និងគណនាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃចលនាគ្រីស្តាល់អ៊ីសូថឺម៉ាល់ត្រូវបានពន្យល់នៅក្នុងផ្នែកវិធីសាស្ត្រ។ រូបភាពទី 4 បង្ហាញគ្រោង Johnson-Mehl-Avrami (JMA) ដែលបង្ហាញពីឥរិយាបថចលនានៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាត។ គ្រោងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការគ្រោងតម្លៃ ln[− ln(1− x(t))] ទល់នឹងតម្លៃ ln t (សមីការ 3)។ តម្លៃជម្រាលដែលទទួលបានពីគ្រោងត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃសន្ទស្សន៍ JMA (n) ដែលបង្ហាញពីវិមាត្រនៃគ្រីស្តាល់ដែលកំពុងលូតលាស់ និងយន្តការលូតលាស់។ ខណៈពេលដែលតម្លៃកាត់ផ្តាច់បង្ហាញពីអត្រាកំណើន ដែលត្រូវបានតំណាងដោយថេរ ln k។ តម្លៃសន្ទស្សន៍ JMA (n) មានចាប់ពី 0.35 ដល់ 0.75។ តម្លៃ n នេះបង្ហាញថាគ្រីស្តាល់មានការលូតលាស់មួយវិមាត្រ និងធ្វើតាមយន្តការលូតលាស់ដែលគ្រប់គ្រងដោយការសាយភាយ។ 0 < n < 1 បង្ហាញពីការលូតលាស់មួយវិមាត្រ ខណៈពេលដែល n < 1 បង្ហាញពីយន្តការលូតលាស់ដែលគ្រប់គ្រងដោយការសាយភាយ។ 18 អត្រាកំណើននៃថេរ k ថយចុះជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ដែលបង្ហាញថាដំណើរការគ្រីស្តាល់កើតឡើងលឿនជាងមុននៅសីតុណ្ហភាពទាប។ នេះទាក់ទងនឹងការកើនឡើងនៃការតិត្ថិភាពលើសនៃដំណោះស្រាយនៅសីតុណ្ហភាពទាប។
គំនូសតាង Johnson-Mehl-Avrami (JMA) នៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតនៅសីតុណ្ហភាពគ្រីស្តាល់ផ្សេងៗគ្នា៖ (ក) ២៥ អង្សាសេ, (ខ) ៣០ អង្សាសេ, (គ) ៣៥ អង្សាសេ និង (ឃ) ៤០ អង្សាសេ។
ការបន្ថែមសារធាតុដូប៉ាន់បានបង្ហាញពីគំរូអត្រាកំណើនដូចគ្នានៅគ្រប់សីតុណ្ហភាពទាំងអស់។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុដូប៉ាន់មាន 2.5 ក្រាម/លីត្រ អត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់ថយចុះ ហើយនៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុដូប៉ាន់ខ្ពស់ជាង 2.5 ក្រាម/លីត្រ អត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់កើនឡើង។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ការផ្លាស់ប្តូរគំរូអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់គឺដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរយន្តការនៃអន្តរកម្មរវាងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុដូប៉ាន់ទាប ដំណើរការប្រកួតប្រជែងរវាងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយបង្កើនភាពរលាយនៃសារធាតុរលាយ ដោយហេតុនេះបន្ថយអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់។ 14 លើសពីនេះ ការបន្ថែមកំហាប់ខ្ពស់នៃសារធាតុដូប៉ាន់បណ្តាលឱ្យដំណើរការលូតលាស់ផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុដូប៉ាន់លើសពី 3.75 ក្រាម/លីត្រ ស្នូលគ្រីស្តាល់ថ្មីបន្ថែមត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃភាពរលាយនៃសារធាតុរលាយ ដោយហេតុនេះបង្កើនអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់។ ការបង្កើតស្នូលគ្រីស្តាល់ថ្មីអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយការបង្កើតអំបិលទ្វេ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O។ 16 នៅពេលពិភាក្សាអំពីយន្តការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ លទ្ធផលនៃការឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិចបញ្ជាក់ពីការបង្កើតអំបិលពីរជាន់។
អនុគមន៍​គ្រោង JMA ត្រូវ​បាន​វាយតម្លៃ​បន្ថែម​ទៀត​ដើម្បី​កំណត់​ថាមពល​សកម្ម​នៃ​ការ​ធ្វើ​គ្រីស្តាល់។ ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​ត្រូវ​បាន​គណនា​ដោយ​ប្រើ​សមីការ Arrhenius (បង្ហាញ​ក្នុង​សមីការ (4))។ រូបភាពទី 5a បង្ហាញ​ពី​ទំនាក់ទំនង​រវាង​តម្លៃ ln(kg) និង​តម្លៃ 1/T។ បន្ទាប់​មក ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​ត្រូវ​បាន​គណនា​ដោយ​ប្រើ​តម្លៃ​ជម្រាល​ដែល​ទទួល​បាន​ពី​គ្រោង។ រូបភាពទី 5b បង្ហាញ​ពី​តម្លៃ​ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​នៃ​ការ​ធ្វើ​គ្រីស្តាល់​ក្រោម​កំហាប់​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ផ្សេងៗ។ លទ្ធផល​បង្ហាញ​ថា ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​នៃ​កំហាប់​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ប៉ះពាល់​ដល់​ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម។ ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​នៃ​ការ​ធ្វើ​គ្រីស្តាល់​នីកែល​ស៊ុលហ្វាត​ដោយ​គ្មាន​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​គឺ 215.79 kJ/mol។ នៅ​ពេល​ដែល​កំហាប់​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ឡើង​ដល់ 2.5 g/L ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​កើនឡើង 3.99% ដល់ 224.42 kJ/mol។ ការ​កើនឡើង​នៃ​ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​បង្ហាញ​ថា របាំង​ថាមពល​នៃ​ដំណើរការ​ធ្វើ​គ្រីស្តាល់​កើនឡើង ដែល​នឹង​នាំ​ឱ្យ​អត្រា​កំណើន​គ្រីស្តាល់​ថយ​ចុះ និង​ទិន្នផល​គ្រីស្តាល់។ នៅ​ពេល​ដែល​កំហាប់​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​លើស​ពី 2.5 g/L ថាមពល​ធ្វើ​ឱ្យ​សកម្ម​នៃ​ការ​ធ្វើ​គ្រីស្តាល់​ថយ​ចុះ​គួរ​ឱ្យ​កត់​សម្គាល់។ នៅកំហាប់មិនបរិសុទ្ធ 5 ក្រាម/លីត្រ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺ 205,85 kJ/mol ដែលទាបជាង 8,27% ធៀបនឹងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៅកំហាប់មិនបរិសុទ្ធ 2.5 ក្រាម/លីត្រ។ ការថយចុះនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មបង្ហាញថាដំណើរការគ្រីស្តាល់ត្រូវបានសម្របសម្រួល ដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់ និងទិន្នផលគ្រីស្តាល់។
(ក) ការ​តម្រឹម​នៃ​គំនូសតាង​នៃ ln(kg) ធៀប​នឹង 1/T និង (ខ) ថាមពល​ធ្វើ​ឲ្យ​សកម្ម Eg នៃ​គ្រីស្តាល់​នៅ​កំហាប់​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ខុសៗ​គ្នា។
យន្តការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយវិសាលគម XRD និង FTIR ហើយចលនវិទ្យាកំណើនគ្រីស្តាល់ និងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មត្រូវបានវិភាគ។ រូបភាពទី 6 បង្ហាញលទ្ធផល XRD។ ទិន្នន័យគឺស្របនឹង PDF #08–0470 ដែលបង្ហាញថាវាជា α-NiSO4 6H2O (ស៊ីលីកាក្រហម)។ គ្រីស្តាល់ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រព័ន្ធ tetragonal ក្រុមលំហគឺ P41212 ប៉ារ៉ាម៉ែត្រកោសិកាឯកតាគឺ a = b = 6.782 Å, c = 18.28 Å, α = β = γ = 90° និងបរិមាណគឺ 840.8 Å3។ លទ្ធផលទាំងនេះគឺស្របនឹងលទ្ធផលដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយពីមុនដោយ Manomenova et al. 19 ការណែនាំអំពីអ៊ីយ៉ុង NH4+ ក៏នាំឱ្យមានការបង្កើត (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O ផងដែរ។ ទិន្នន័យនេះជាកម្មសិទ្ធិរបស់ PDF លេខ 31–0062។ គ្រីស្តាល់នេះជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រព័ន្ធម៉ូណូគ្លីនិច ក្រុមលំហ P21/a ប៉ារ៉ាម៉ែត្រកោសិកាឯកតាគឺ a = 9.186 Å, b = 12.468 Å, c = 6.242 Å, α = γ = 90°, β = 106.93° និងបរិមាណគឺ 684 Å3។ លទ្ធផលទាំងនេះស្របនឹងការសិក្សាមុនដែលបានរាយការណ៍ដោយ Su et al.20។
លំនាំឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិចនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាត៖ (ក-ខ) ០.៥%, (គ-ឃ) ១%, (ង-ច) ១.៥%, និង (ក្រាម-ហ) ២% សមាមាត្រគ្រាប់ពូជ។ រូបភាពខាងស្តាំគឺជាទិដ្ឋភាពពង្រីកនៃរូបភាពខាងឆ្វេង។
ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6b, d, f និង h កំហាប់អាម៉ូញ៉ូមក្នុងសូលុយស្យុងមានកំហាប់ 2.5 ក្រាម/លីត្រ ដែលមិនបង្កើតជាអំបិលបន្ថែម។ នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុមិនបរិសុទ្ធមានកំហាប់ 3.75 និង 5 ក្រាម/លីត្រ អ៊ីយ៉ុង NH4+ ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ដើម្បីបង្កើតជាអំបិលស្មុគស្មាញ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O។ យោងតាមទិន្នន័យ អាំងតង់ស៊ីតេកំពូលនៃអំបិលស្មុគស្មាញកើនឡើង នៅពេលដែលកំហាប់សារធាតុមិនបរិសុទ្ធកើនឡើងពី 3.75 ដល់ 5 ក្រាម/លីត្រ ជាពិសេសនៅ 2θ 16.47° និង 17.44°។ ការកើនឡើងនៃកំពូលនៃអំបិលស្មុគស្មាញគឺដោយសារតែគោលការណ៍នៃលំនឹងគីមីតែប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កំពូលមិនប្រក្រតីមួយចំនួនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅ 2θ 16.47° ដែលអាចសន្មតថាជាការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតនៃគ្រីស្តាល់។ 21 លទ្ធផលនៃការកំណត់លក្ខណៈក៏បង្ហាញផងដែរថា សមាមាត្រសាបព្រួសខ្ពស់បណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃអាំងតង់ស៊ីតេកំពូលនៃអំបិលស្មុគស្មាញ។ សមាមាត្រគ្រាប់ពូជខ្ពស់ជាងនេះបង្កើនល្បឿនដំណើរការគ្រីស្តាល់ ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃសារធាតុរលាយ។ ក្នុងករណីនេះ ដំណើរការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅលើគ្រាប់ពូជ ហើយការបង្កើតដំណាក់កាលថ្មីត្រូវបានរារាំងដោយការតិត្ថិភាពលើសនៃដំណោះស្រាយថយចុះ។ ផ្ទុយទៅវិញ នៅពេលដែលសមាមាត្រគ្រាប់ពូជទាប ដំណើរការគ្រីស្តាល់គឺយឺត ហើយការតិត្ថិភាពលើសនៃដំណោះស្រាយនៅតែស្ថិតក្នុងកម្រិតខ្ពស់។ ស្ថានភាពនេះបង្កើនប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបង្កើតស្នូលនៃអំបិលទ្វេដែលរលាយតិច (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O។ ទិន្នន័យអាំងតង់ស៊ីតេកំពូលសម្រាប់អំបិលទ្វេត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងតារាងទី 3។
ការកំណត់លក្ខណៈ FTIR ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីស៊ើបអង្កេតភាពមិនប្រក្រតី ឬការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធណាមួយនៅក្នុងបន្ទះសំណាញ់ម៉ាស៊ីនដោយសារតែវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុង NH4+។ គំរូដែលមានសមាមាត្រសាបព្រួសថេរ 2% ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈ។ រូបភាពទី 7 បង្ហាញលទ្ធផលនៃការកំណត់លក្ខណៈ FTIR។ កំពូលធំទូលាយដែលសង្កេតឃើញនៅ 3444, 3257 និង 1647 cm−1 គឺដោយសារតែរបៀបលាតសន្ធឹង O–H នៃម៉ូលេគុល។ កំពូលនៅ 2370 និង 2078 cm−1 តំណាងឱ្យចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុលរវាងម៉ូលេគុលទឹក។ ក្រុមនៅ 412 cm−1 ត្រូវបានសន្មតថាជារំញ័រលាតសន្ធឹង Ni–O។ លើសពីនេះ អ៊ីយ៉ុង SO4− សេរីបង្ហាញរបៀបរំញ័រសំខាន់ៗចំនួនបួននៅ 450 (υ2), 630 (υ4), 986 (υ1) និង 1143 និង 1100 cm−1 (υ3)។ និមិត្តសញ្ញា υ1-υ4 តំណាងឱ្យលក្ខណៈសម្បត្តិនៃរបៀបរំញ័រ ដែល υ1 តំណាងឱ្យរបៀបដែលមិនចុះខ្សោយ (ការលាតសន្ធឹងស៊ីមេទ្រី) υ2 តំណាងឱ្យរបៀបចុះខ្សោយទ្វេដង (ការពត់កោងស៊ីមេទ្រី) និង υ3 និង υ4 តំណាងឱ្យរបៀបចុះខ្សោយបីដង (ការលាតសន្ធឹងអសមមាត្រ និងការពត់កោងអសមមាត្ររៀងៗខ្លួន)។ 22,23,24 លទ្ធផលនៃការកំណត់លក្ខណៈបង្ហាញថា វត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធអាម៉ូញ៉ូមផ្តល់នូវកំពូលបន្ថែមនៅលេខរលក 1143 cm-1 (សម្គាល់ដោយរង្វង់ពណ៌ក្រហមនៅក្នុងរូបភាព)។ កំពូលបន្ថែមនៅ 1143 cm-1 បង្ហាញថា វត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុង NH4+ ដោយមិនគិតពីកំហាប់ បណ្តាលឱ្យមានការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយនៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើ ដែលនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់រំញ័រនៃម៉ូលេគុលអ៊ីយ៉ុងស៊ុលហ្វាតនៅខាងក្នុងគ្រីស្តាល់។
ដោយផ្អែកលើលទ្ធផល XRD និង FTIR ដែលទាក់ទងនឹងឥរិយាបថចលនានៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ និងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម រូបភាពទី 8 បង្ហាញគ្រោងការណ៍នៃដំណើរការគ្រីស្តាល់នៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាតជាមួយនឹងការបន្ថែមភាពមិនបរិសុទ្ធ NH4+។ ក្នុងករណីដែលគ្មានភាពមិនបរិសុទ្ធ អ៊ីយ៉ុង Ni2+ នឹងមានប្រតិកម្មជាមួយ H2O ដើម្បីបង្កើតនីកែលហ៊ីដ្រាត [Ni(6H2O)]2−។ បន្ទាប់មក នីកែលហ៊ីដ្រាតផ្សំដោយឯកឯងជាមួយអ៊ីយ៉ុង SO42− ដើម្បីបង្កើតជាស្នូល Ni(SO4)2 6H2O ហើយលូតលាស់ទៅជាគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាត។ នៅពេលដែលកំហាប់ទាបនៃភាពមិនបរិសុទ្ធអាម៉ូញ៉ូម (2.5 ក្រាម/លីត្រ ឬតិចជាង) ត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដំណោះស្រាយ [Ni(6H2O)]2− ពិបាកក្នុងការផ្សំទាំងស្រុងជាមួយអ៊ីយ៉ុង SO42− ពីព្រោះអ៊ីយ៉ុង [Ni(6H2O)]2− និង NH4+ ប្រកួតប្រជែងគ្នាដើម្បីផ្សំជាមួយអ៊ីយ៉ុង SO42− ទោះបីជានៅតែមានអ៊ីយ៉ុងស៊ុលហ្វាតគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីមានប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងទាំងពីរក៏ដោយ។ ស្ថានភាពនេះនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃគ្រីស្តាល់ និងការថយចុះនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់។ ១៤,២៥ បន្ទាប់ពីស្នូលនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតត្រូវបានបង្កើតឡើង និងលូតលាស់ទៅជាគ្រីស្តាល់ អ៊ីយ៉ុង NH4+ និង (NH4)2SO4 ជាច្រើនត្រូវបានស្រូបយកនៅលើផ្ទៃគ្រីស្តាល់។ នេះពន្យល់ពីមូលហេតុដែលក្រុមមុខងារនៃអ៊ីយ៉ុង SO4− (លេខរលក 1143 cm−1) នៅក្នុងគំរូ NSH-8 និង NSH-12 នៅតែបង្កើតឡើងដោយគ្មានដំណើរការដូប។ នៅពេលដែលកំហាប់មិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ អ៊ីយ៉ុង NH4+ ចាប់ផ្តើមបញ្ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ បង្កើតជាអំបិលទ្វេ។ ១៦ បាតុភូតនេះកើតឡើងដោយសារតែខ្វះអ៊ីយ៉ុង SO42− នៅក្នុងដំណោះស្រាយ ហើយអ៊ីយ៉ុង SO42− ភ្ជាប់ទៅនឹងនីកែលអ៊ីដ្រាតលឿនជាងអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូម។ យន្តការនេះជំរុញការបង្កើតស្នូល និងការលូតលាស់នៃអំបិលទ្វេ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលាយលោហៈ ស្នូល Ni(SO4)2₂₄ ...
ប្រតិកម្មគីមីនៃការរំលាយនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាតក្នុងទឹក ដោយបន្ថែមបរិមាណតិចតួច និងបរិមាណច្រើននៃអាម៉ូញ៉ូមស៊ុលហ្វាត ហើយបន្ទាប់មកអនុវត្តដំណើរការគ្រីស្តាល់អាចត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម៖
លទ្ធផលនៃការកំណត់លក្ខណៈ SEM ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9។ លទ្ធផលនៃការកំណត់លក្ខណៈបង្ហាញថា បរិមាណអំបិលអាម៉ូញ៉ូមដែលបានបន្ថែម និងសមាមាត្រនៃការសាបព្រួសមិនប៉ះពាល់គួរឱ្យកត់សម្គាល់ដល់រូបរាងគ្រីស្តាល់នោះទេ។ ទំហំនៃគ្រីស្តាល់ដែលបានបង្កើតឡើងនៅតែថេរ ទោះបីជាគ្រីស្តាល់ធំជាងលេចឡើងនៅចំណុចខ្លះក៏ដោយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការកំណត់លក្ខណៈបន្ថែមទៀតនៅតែត្រូវការដើម្បីកំណត់ឥទ្ធិពលនៃកំហាប់អំបិលអាម៉ូញ៉ូម និងសមាមាត្រនៃការសាបព្រួសលើទំហំជាមធ្យមនៃគ្រីស្តាល់ដែលបានបង្កើតឡើង។
រូបរាងគ្រីស្តាល់នៃ NiSO4 6H2O: (a–e) 0.5%, (f–j) 1%, (h–o) 1.5% និង (p–u) 2% សមាមាត្រគ្រាប់ពូជបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់ NH4+ ពីលើចុះក្រោម ដែលមានចំនួន 0, 1.25, 2.5, 3.75 និង 5 ក្រាម/លីត្រ រៀងគ្នា។
រូបភាពទី 10a បង្ហាញខ្សែកោង TGA នៃគ្រីស្តាល់ដែលមានកំហាប់មិនបរិសុទ្ធខុសៗគ្នា។ ការវិភាគ TGA ត្រូវបានអនុវត្តលើគំរូដែលមានសមាមាត្រសាបព្រួស 2%។ ការវិភាគ XRD ក៏ត្រូវបានអនុវត្តលើគំរូ NSH-20 ដើម្បីកំណត់សមាសធាតុដែលបានបង្កើតឡើង។ លទ្ធផល XRD ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 10b បញ្ជាក់ពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់។ ការវាស់វែងទម្ងន់កម្ដៅបង្ហាញថាគ្រីស្តាល់សំយោគទាំងអស់បង្ហាញពីស្ថេរភាពកម្ដៅរហូតដល់ 80°C។ បន្ទាប់មក ទម្ងន់គ្រីស្តាល់បានថយចុះ 35% នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងដល់ 200°C។ ការស្រកទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់គឺដោយសារតែដំណើរការរលួយ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបាត់បង់ម៉ូលេគុលទឹកចំនួន 5 ដើម្បីបង្កើតជា NiSO4 H2O។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងដល់ 300–400°C ទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់បានថយចុះម្តងទៀត។ ការស្រកទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់គឺប្រហែល 6.5% ខណៈពេលដែលការស្រកទម្ងន់នៃគំរូគ្រីស្តាល់ NSH-20 គឺខ្ពស់ជាងបន្តិច គឺ 6.65%។ ការរលួយនៃអ៊ីយ៉ុង NH4+ ទៅជាឧស្ម័ន NH3 នៅក្នុងគំរូ NSH-20 បានបណ្តាលឱ្យមានការកាត់បន្ថយខ្ពស់ជាងបន្តិច។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងពី 300 ដល់ 400°C ទម្ងន់នៃគ្រីស្តាល់បានថយចុះ ដែលបណ្តាលឱ្យគ្រីស្តាល់ទាំងអស់មានរចនាសម្ព័ន្ធ NiSO4។ ការបង្កើនសីតុណ្ហភាពពី 700°C ដល់ 800°C បានបណ្តាលឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់បំលែងទៅជា NiO ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបញ្ចេញឧស្ម័ន SO2 និង O2។25,26
ភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាតត្រូវបានកំណត់ដោយការវាយតម្លៃកំហាប់ NH4+ ដោយប្រើឧបករណ៍ DC-Arc ICP-MS។ ភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើរូបមន្ត (5)។
ដែល Ma ជាម៉ាស់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ (មីលីក្រាម) Mo ជាម៉ាស់នៃគ្រីស្តាល់ (មីលីក្រាម) Ca ជាកំហាប់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងដំណោះស្រាយ (មីលីក្រាម/លីត្រ) V ជាបរិមាណនៃដំណោះស្រាយ (លីត្រ)។
រូបភាពទី 11 បង្ហាញពីភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាត។ តម្លៃភាពបរិសុទ្ធគឺជាតម្លៃជាមធ្យមនៃលក្ខណៈ 3 ។ លទ្ធផលបង្ហាញថាសមាមាត្រសាបព្រួស និងកំហាប់មិនបរិសុទ្ធប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតដែលបានបង្កើត។ កំហាប់មិនបរិសុទ្ធកាន់តែខ្ពស់ ការស្រូបយកមិនបរិសុទ្ធកាន់តែច្រើន ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពបរិសុទ្ធទាបនៃគ្រីស្តាល់ដែលបានបង្កើត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គំរូស្រូបយកមិនបរិសុទ្ធអាចផ្លាស់ប្តូរអាស្រ័យលើកំហាប់មិនបរិសុទ្ធ ហើយក្រាហ្វលទ្ធផលបង្ហាញថា ការស្រូបយកមិនបរិសុទ្ធដោយគ្រីស្តាល់មិនផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទេ។ លើសពីនេះ លទ្ធផលទាំងនេះក៏បង្ហាញផងដែរថាសមាមាត្រសាបព្រួសកាន់តែខ្ពស់អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់។ បាតុភូតនេះអាចធ្វើទៅបាន ពីព្រោះនៅពេលដែលស្នូលគ្រីស្តាល់ដែលបានបង្កើតភាគច្រើនត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅលើស្នូលនីកែល ប្រូបាប៊ីលីតេនៃអ៊ីយ៉ុងនីកែលដែលប្រមូលផ្តុំនៅលើនីកែលគឺខ្ពស់ជាង។ 27
ការសិក្សាបានបង្ហាញថា អ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូម (NH4+) ប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ដំណើរការគ្រីស្តាល់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រីស្តាល់នៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាត ហើយក៏បានបង្ហាញពីឥទ្ធិពលនៃសមាមាត្រគ្រាប់ពូជទៅលើដំណើរការគ្រីស្តាល់ផងដែរ។
នៅកំហាប់អាម៉ូញ៉ូមលើសពី 2.5 ក្រាម/លីត្រ ទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និងអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់ថយចុះ។ នៅកំហាប់អាម៉ូញ៉ូមលើសពី 2.5 ក្រាម/លីត្រ ទិន្នផលគ្រីស្តាល់ និងអត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់កើនឡើង។
ការបន្ថែមភាពមិនបរិសុទ្ធទៅក្នុងដំណោះស្រាយនីកែលបង្កើនការប្រកួតប្រជែងរវាងអ៊ីយ៉ុង NH4+ និង [Ni(6H2O)]2− សម្រាប់ SO42− ដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។ ការថយចុះនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មបន្ទាប់ពីបន្ថែមកំហាប់ខ្ពស់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធគឺដោយសារតែការចូលនៃអ៊ីយ៉ុង NH4+ ទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ដោយហេតុនេះបង្កើតបានជាអំបិលទ្វេ (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O។
ការប្រើប្រាស់សមាមាត្រសាបព្រួសខ្ពស់អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិន្នផលគ្រីស្តាល់ អត្រាកំណើនគ្រីស្តាល់ និងភាពបរិសុទ្ធគ្រីស្តាល់នៃនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាអ៊ីដ្រាត។
Demirel, HS, et al. គ្រីស្តាល់ប្រឆាំងនឹងសារធាតុរំលាយនៃនីកែលស៊ុលហ្វាតអ៊ីដ្រាតថ្នាក់ថ្មក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការថ្មបាយក្រៀម។ ខែកញ្ញា។ បច្ចេកវិទ្យាបន្សុទ្ធ, 286, 120473. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2022.120473 (2022).
Saguntala, P. និង Yasota, P. ការអនុវត្តអុបទិកនៃគ្រីស្តាល់នីកែលស៊ុលហ្វាតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់៖ ការសិក្សាអំពីលក្ខណៈជាមួយនឹងអាស៊ីតអាមីណូដែលបានបន្ថែមជាសារធាតុដូប៉ាង។ Mater. Today Proc. 9, 669–673។ https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2018.10.391 (2019)។
Babaahmadi, V., et al. ការដាក់លំនាំនីកែលដោយអេឡិចត្រូលីតលើផ្ទៃវាយនភណ្ឌជាមួយនឹងការបោះពុម្ពដែលសម្របសម្រួលដោយប៉ូលីអុលលើអុកស៊ីដក្រាហ្វីនដែលបានកាត់បន្ថយ។ ទិនានុប្បវត្តិវិស្វកម្មរូបវន្ត និងគីមីនៃផ្ទៃកូឡាជែន 703, 135203. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2024.135203 (2024).
Fraser, J., Anderson, J., Lazuen, J., et al. “តម្រូវការ និងសុវត្ថិភាពនាពេលអនាគតនៃការផ្គត់ផ្គង់នីកែលសម្រាប់អាគុយរថយន្តអគ្គិសនី”។ ការិយាល័យបោះពុម្ពផ្សាយនៃសហភាពអឺរ៉ុប; (2021)។ https://doi.org/10.2760/212807
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. និង Louhi-Kultanen, M. ការបន្សុទ្ធនីកែលស៊ុលហ្វាតដោយការធ្វើគ្រីស្តាល់ជាបាច់ជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យត្រជាក់។ បច្ចេកវិទ្យាវិស្វកម្មគីមី 42(7), 1475–1480។ https://doi.org/10.1002/CEAT.201800695 (2019)។
Ma, Y. et al. ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រទឹកភ្លៀង និងគ្រីស្តាល់ក្នុងការផលិតអំបិលលោហៈសម្រាប់វត្ថុធាតុថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង៖ ការពិនិត្យឡើងវិញ។ លោហធាតុ។ 10(12), 1-16។ https://doi.org/10.3390/MET10121609 (2020)។
Masalov, VM, et al. ការលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់ទោលនីកែលស៊ុលហ្វាតហិចសាហ៊ីដ្រាត (α-NiSO4.6H2O) ក្រោមលក្ខខណ្ឌជម្រាលសីតុណ្ហភាពស្ថានភាពស្ថិរភាព។ គ្រីស្តាល់ឡូក្រាហ្វី។ 60(6), 963–969. https://doi.org/10.1134/S1063774515060206 (2015).
Choudhury, RR et al. គ្រីស្តាល់ α-នីកែលស៊ុលហ្វាត ហិចសាហ៊ីដ្រាត៖ ទំនាក់ទំនងរវាងលក្ខខណ្ឌលូតលាស់ រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិ។ JApCr. 52, 1371–1377. https://doi.org/10.1107/S1600576719013797FILE (2019).
Hahn, B., Böckman, O., Wilson, BP, Lundström, M. និង Louhi-Kultanen, M. ការបន្សុទ្ធនីកែលស៊ុលហ្វាតដោយការធ្វើគ្រីស្តាល់ត្រជាក់ជាបាច់។ បច្ចេកវិទ្យាវិស្វកម្មគីមី 42(7), 1475–1480។ https://doi.org/10.1002/ceat.201800695 (2019)។