مواد شیمیایی 
سنتز سولفات قلع از ضایعات پودری شدن قلع شامل یک فرآیند دو مرحله‌ای است که با تبدیل پودر قلع به کلرید قلع با استفاده از اسید کلریدریک شروع می‌شود و سپس SnCl2 تولید شده با سولفات آمونیوم برای تشکیل سولفات قلع آغاز می‌شود. این روش به طور موثر ضایعات قلع را بازیافت می کند و با ارتقای مصرف و تولید منابع با اهداف توسعه پایدار هماهنگ می شود. سولفات قلع کاربردهای قابل توجهی دارد، از جمله به عنوان یک افزودنی الکترولیت در باتری های سرب اسید، که در آن عملکرد باتری را با کاهش اندازه کریستال سولفات سرب افزایش می دهد، و به عنوان یک نانو پرکننده در نانوکامپوزیت های پلی وینیلیدین فلوراید، تغییر فاز و خواص مواد را برای کاربردهای پیشرفته بهبود می بخشد.
روش تهیه با پودر کردن ضایعات قلع
سولفات قلع را می توان از ضایعات پودر شدن قلع سنتز کرد و از یک فرآیند دو مرحله ای استفاده کرد که با تولید کلرید قلع (SnCl2) و سپس تبدیل آن به SnSO4 آغاز می شود. در ابتدا، پودر قلع که به عنوان یک محصول جانبی زائد از فرآیند پودر شدن قلع به دست می آید، به عنوان ماده خام مورد استفاده قرار می گیرد. این رویکرد با برنامه اهداف توسعه پایدار (SDG) با ترویج مصرف پایدار و سیستم‌های تولید از طریق بازیافت زباله‌های صنعتی همسو می‌شود. در مرحله اول پودر قلع با اندازه ذرات مش 500 با 12 مولار اسید کلریدریک (HCl) در دمای 80 درجه سانتی گراد واکنش داده می شود. این واکنش کلرید قلع (SnCl2) را با راندمان 95 درصد تولید می کند که نشان دهنده نرخ تبدیل بالا از پودر قلع به SnCl2 است. پس از سنتز موفقیت آمیز SnCl2، سپس از طریق واکنش با سولفات آمونیوم ((NH4)2SO4 به سولفات قلع تبدیل می شود. این تبدیل با استفاده از تکنیک های همزدن، تضمین اختلاط کامل و واکنش SnCl2 با (NH4)2SO4 تسهیل می شود. وجود سولفات قلع از طریق طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) تأیید می‌شود، با طیفی که سیگنال‌های گروه سولفات مشخصه را در حدود ۱۱۸۱ سانتی‌متر-۱ نشان می‌دهد. این روش نه تنها یک روش کارآمد برای بازیافت ضایعات قلع را نشان می دهد، بلکه به تولید ترکیبات مشتق شده از قلع با ارزش مانند سولفات قلع نیز کمک می کند که کاربردهای گسترده ای دارند، از جمله استفاده از آنها به عنوان کاتالیزور در تشکیل محصولات کاتالیزور اکسید قلع سولفاته.
کاربردها به عنوان افزودنی الکترولیت
سولفات قلع به عنوان یک افزودنی الکترولیت قابل توجه در باتری‌های اسید سرب، به‌ویژه باتری‌هایی که از اکسید سرب بسیار ریز جدید استفاده می‌کنند، عمل می‌کند. این رویکرد نوآورانه در تولید باتری، پتانسیل SnSO4 را برای افزایش ریزساختار صفحه مثبت و بهبود عملکرد کلی الکتروشیمیایی باتری بررسی می‌کند. اکسید سرب جدید که از طریق شسته شدن خمیر سرب مصرف شده در محلول اسید سیتریک ایجاد می شود، اساس الکترود کار (WE) و ماده فعال در صفحه مثبت یک باتری آزمایشی با ظرفیت 1.85 Ah را تشکیل می دهد. آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای الکتروشیمیایی (CV) نشان می‌دهد که سولفات قلع وقتی به الکترولیت اضافه می‌شود، بر اندازه و تشکیل کریستال‌های سولفات سرب (PbSO4) تأثیر می‌گذارد. بدون سولفات Stannous، کریستال های PbSO4 ستونی شکل بزرگتر غالب هستند که برای کارایی باتری کمتر مطلوب هستند. افزودن سولفات Stannous منجر به بلورهای PbSO4 به طور قابل توجهی کوچک‌تر می‌شود که نشان‌دهنده ریزساختار پیشرفته‌تر برای عملکرد بهتر باتری است. علاوه بر این، مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تایید می‌کند که سولفات قلع باعث کاهش اندازه ذرات دی اکسید سرب (PbO2) در مواد فعال مثبت در طول فرآیند شارژ می‌شود. این کاهش اندازه ذرات برای به حداقل رساندن تشکیل ذرات سولفاته شدن بزرگ و برگشت ناپذیر در طول چرخه شارژ/دشارژ بسیار مهم است، در نتیجه عمر باتری را افزایش داده و قابلیت اطمینان آن را بهبود می بخشد. بنابراین، سولفات قلع به‌عنوان یک افزودنی ارزشمند در فناوری باتری‌های سرب-اسید ظاهر می‌شود و مسیری امیدوارکننده برای بهینه‌سازی عملکرد باتری از طریق مهندسی مواد پیشرفته ارائه می‌دهد.
کاربرد به عنوان پرکننده نانو
نانوذرات سولفات قلع به‌عنوان یک نانو پرکننده قوی برای نانوکامپوزیت‌های پلی‌وینیلیدین فلوراید شناسایی شده‌اند که به طور قابل‌توجهی خواص آنها را بهبود بخشیده و تبدیل فاز قابل‌توجهی را ممکن می‌سازد. این نانوذرات با استفاده از روش رسوب درجا سنتز می‌شوند و با PEG به عنوان یک سورفکتانت پلیمری غیریونی تقویت می‌شوند، که منجر به بارگیری سولفات قلع در ماتریس PVDF از 0 تا 4 درصد وزنی بر وزن می‌شود. شناسایی از طریق تجزیه و تحلیل طیف XRD، FTIR، SEM، EDS، TG/DTA، DSC و UV-vis پراکندگی یکنواخت این نانوذرات با قطر 45 نانومتر را تایید می‌کند. مهمتر از همه، افزودن نانوذرات سولفات قلع باعث تغییر کامل از فاز آلفا (α) PVDF به فاز بتا (β) مطلوبتر می شود، که با تجزیه و تحلیل XRD نشان می دهد که تغییر مقدار 2θ به 20.75 درجه نشان می دهد. این انتقال فاز قابلیت های پیزوالکتریک و فروالکتریک مواد را افزایش می دهد. علاوه بر این، افزایش بارگذاری نانوذرات منجر به افزایش جذب UV و کاهش انتقال شیشه (Tg) و دمای تجزیه (Td) می‌شود که نشان‌دهنده بهبود عملکرد مواد است. در نتیجه، این پیشرفت‌ها نانوکامپوزیت‌های PVDF/SnSO4 را به عنوان مواد امیدوارکننده برای دستگاه‌های حسگر هوشمند نشان می‌دهند که تطبیق پذیری و کارایی نانوذرات سولفات قلع را در تقویت پلیمر نشان می‌دهد.
