概括：
碳酸镍和氧化镍是重要的无机精细化学品，在化学、冶金、电子、能源等领域有着广泛的应用。 首先，从碳酸镍沉淀过程的热力学分析出发，研究了阴离子（SO2-4、Cl-）对碳酸镍沉淀过程的影响。 活度系数反映了电解质溶液中阳离子与阴离子之间、离子与溶剂之间微观相互作用的程度。 作者采用半经验模型计算了不同条件下碳酸镍在水溶液中的活度系数，并进一步估算了碳酸镍在其中的溶解度。 估算结果表明，与氯化钠溶液体系相比，硫酸钠溶液体系中碳酸镍的活度系数更小，因此溶解度更大。 为了提高计算置信度，还利用模型和模型估计了相应系统的活度系数，计算结果与半经验模型非常接近。 实验测量了每种溶液的表面张力以及溶液在碳酸镍表面的润湿角。 结果表明，碳酸镍在硫酸钠溶液体系中的固液界面张力较大，微小晶粒在硫酸钠溶液体系中的溶解度也较大。 上述结果表明，碳酸镍在硫酸钠溶液体系中很难沉淀和结晶，但在氯化钠溶液体系中相对容易沉淀和结晶。 还从结晶动力学的角度研究了上述两种阴离子对碳酸镍沉淀的影响。 相同条件下，反应物为硫酸镍时的过饱和度小于氯化镍时的过饱和度。 利用该模型计算了Ni2+和CO2-3在不同阴离子溶液体系中的扩散系数。
结果表明，Ni2+和CO2-3在Cl-体系中的扩散系数大于SO2-4体系中的扩散系数，表明它们的传质速度更快。 SO2-4体系中，碳酸镍的扩散系数小，过饱和度小。 利用相关结晶动力学公式阐明碳酸镍的成核诱导期较长。 因此，SO2-4体系中碳酸镍的成核和生长速率均小于Cl-体系。 结晶动力学实验结果表明，碳酸镍沉淀反应为一级反应，反应速率常数约为0.02 min-1。 在上述理论指导下，对碳酸镍沉淀过程进行了研究。 考察了镍盐选择、投料方式、pH值控制、反应温度和陈化条件对碳酸镍产品纯度、粒度、形貌和转化率的影响。 以工业电解镍溶液为镍源，碳酸钠为沉淀剂，在最佳反应条件下可得到镍含量约51%、平均粒径约17μm的碱式碳酸镍。 镍转化率可达99.5。 %。 采用创新的水洗-干燥-二次水洗-二次干燥工艺，深度去除碳酸镍沉淀中的杂质。 产品碳酸镍中钠、Cl-的质量分数不超过0.01%，w(SO2-4)不超过0.01%。 超过0.1%。 基于Stern双电层模型解释了Na+和Cl-在碳酸镍固体表面的吸附机理。 利用材料计算机模拟技术，从分子原子尺度研究了SO2-4和Cl-阴离子对碳酸镍表面的影响。 首先，对晶胞结构进行了优化，模拟的碳酸镍晶胞参数与文献值非常接近。
创建碳酸镍晶面并模拟五个主要晶面，即（104）、（100）、（110）、（001）和（101）晶面。 SO2-4与表面发生取代，在表面形成稳定的结构。 Cl-吸附在表面，其对表面的影响不如SO2-4那么强。 ，Cl-杂质阴离子的引入显着降低了碳酸镍各晶面的生长速率。 其中，SO2-4作用面的生长速率低于Cl-作用面的生长速率。 对于干燥、水合和阴离子条件下的碳酸镍晶体来说，(104)晶面是平衡形貌的主要表面。 最后，在制备高纯碳酸镍的工艺基础上，在镍源中添加模板剂制备前驱体，然后加热煅烧，制备出具有介孔结构的氧化镍。 实验结果表明，以阴离子表面活性剂SDS为模板的氧化镍产品的比表面积远大于以阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂ODA为模板的产品。 结合电渗析现象，认为无机前驱体与模板剂SDS之间的相互作用是静电作用。 前驱体煅烧后，产品中基本无表面活性剂残留。 在较低模板用量（r(SDS:Ni)小于0.1:1.0）条件下，得到比表面积大于200 m2·g-1、H3介孔结构的氧化镍。 孔径分布主要在2~10 nm范围内，且具有良好的热稳定性。
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