膨润土改性偏钛酸型钛锂离子筛及吸附性能研究

以硫酸钛为钛源,乙酸锂为锂源,膨润土为改性剂,采用无机沉淀胶溶法制备了偏钛酸型锂离子筛前驱体,经盐酸洗脱后,得到膨润土改性的偏钛酸型锂离子筛,研究了其吸附性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)分别对样品的表面形貌、晶相组成、比表面积和孔结构、元素含量和价态进行了表征分析。结果表明,膨润土改性后,样品呈现出介孔结构,50℃时,用0.2 mol/L盐酸洗脱6 h,该样品的Li^(+)洗脱率达到99.85%,在25℃下,对Li^(+)溶度为2 g/L的LiOH溶液吸附24 h,改性锂离子筛对Li^(+)的吸附容量达到45.49 mg/g,与未改性样品的吸附容量30.62 mg/g相比,有明显提升。改性后的Li_(2)TiO_(3)中存在Si-O四面体层,有部分Li进入Si-O四面体空隙中。吸附动力学过程符合伪二级动力学模型,吸附方式为化学单层吸附。

无机沉淀胶溶法制备钛锂离子筛及其吸附性能研究

以硫酸钛、乙酸锂为主要原料,采用无机沉淀胶溶法制备了偏钛酸型钛锂离子筛。采用BET、XRD、XPS和ICP-OES对样品的比表面积、孔结构、晶相组成、化学元素组成、溶液中Li^+及Ti4^+的浓度进行测试,并研究了其吸附等温线和吸附动力学行为。结果表明:加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)后,产物的介孔结构数量增加,孔容明显增大,比表面积也有效增大;与Langmuir吸附模型相比,吸附剂的吸附方式更符合Freundlich吸附模型,说明吸附剂对Li+的吸附并非单层吸附;吸附动力学过程符合伪二级动力学模型,说明吸附方式为化学吸附。

两种基于钛酸锂型锂离子筛的性能差异研究

钛酸锂型锂离子筛(简称钛系锂离子筛)具有吸附容量高、选择性好、寿命长、稳定性高等特点,在盐湖提锂方面具有广阔的应用前景。以二氧化钛与氢氧化锂为原料,通过控制二者的配比和不同高温条件分别固相合成了偏钛酸锂前驱体(β-Li_(2)TiO_(3))和正钛酸锂前驱体(Li_(4)Ti_(5)O_(12))。研究了这2种锂离子筛活化过程的差异性以及在模拟盐湖卤水的吸附条件下吸附选择性和循环稳定性的差异。结果表明,Li_(4)Ti_(5)O_(12)较β-Li_(2)TiO_(3)活化条件苛刻,所需酸浓度更高;相同含Li+水体中,β-H_(2)TiO_(3)的饱和吸附容量达到32.1 mg/g,而H_(4)Ti_(5)O_(12)的饱和吸附容量仅为5.9 mg/g;2种锂离子筛在离子选择性和循环稳定性方面并无明显差异。

偏钛酸型钛锂离子筛离子掺杂改性研究进展

偏钛酸型钛锂离子筛是一种能够从盐湖中高效提锂的吸附材料,具有很高的理论锂吸附容量,极具应用潜力。但在实际使用过程中发现其实际吸附容量难达到理论值,这阻碍其进一步推广。离子掺杂改性被证明是优化吸附剂的有效手段,但目前对于偏钛酸型钛锂离子筛进行离子掺杂改性的研究处于起步阶段。文章对离子掺杂改性偏钛酸型钛锂离子筛的研究现状进行综述,旨在为开发具有更高性能的偏钛酸型钛锂离子筛提供参考。

钛系锂离子筛粉体与PVDF树脂纺丝成型及性能研究

为了实现钛系锂离子筛(H_(2)TiO_(3)-LIS)粉体的颗粒化成型并规模化应用于盐湖提锂,采用纺丝成型的方式对H_(2)TiO_(3)-LIS粉体进行成型。确定了最佳配方及工艺条件:聚偏氟乙烯(PVDF)用量占PVDF和H_(2)TiO_(3)-LIS粉体总质量的20%;聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K60)质量为PVDF质量的80%;凝固浴温度为80℃;空气段长度为20 cm;切丝长度为3 mm。成型后的颗粒吸附剂用于格尔木盐湖卤水的提锂测试,结果表明,H_(2)TiO_(3)-LIS颗粒吸附剂对锂离子的质量吸附容量为9.3 mg/g,体积吸附容量为3.6 g/L,且运行稳定性良好,30次循环后吸附容量为初始吸附容量的92.5%。

多孔球形锰钛复合锂离子筛的制备及性能研究

采用悬浮聚合造粒法,以苯乙烯与掺杂10%Li2TiO_(3)的Li1.6Mn1.6O4粉末为原料,加入正庚烷作为造孔剂,制备球形锂离子筛前驱体,用0.5 mol/L HCl处理洗脱锂后,得到多孔球形锰钛复合锂离子筛。利用电感耦合等离子发射光谱仪、全自动比表面及孔隙分析仪、场发射扫描电子显微镜、颗粒强度测定仪等测试设备,对造粒锂离子筛的吸附性能、形貌、比表面以及颗粒强度进行表征。SEM测试结果表明,加入少量正庚烷制备的锂离子筛呈球形外貌,当正庚烷加入量超过10%后,颗粒为无定形;造粒锂离子筛呈多孔结构,且随着正庚烷添加量的增加,锂离子筛内部孔径不断增大。结果显示,在添加正庚烷量为苯乙烯的5%以内时,单个颗粒的强度并无明显变化,并稳定在4.82 N左右,当添加量超过5%后,颗粒的强度随正庚烷添加量的增加而降低。当正庚烷添加量为苯乙烯含量的5%时,球形锂离子筛对盐湖卤水中锂的吸附容量达到9.67 mg/g;球形锂离子筛的循环稳定性能良好,在盐湖卤水中重复吸附-解吸5次以后,对锂的吸附容量仍有7.90 mg/g,单次解吸时,锰的解吸溶损稳定在0.16%以下。

皮胶原为模板制备纤维状钛锂离子筛前驱体

为解决传统的粉末状钛锂离子筛渗透性和流动性差的问题,以皮胶原作为模板剂,廉价易得的Ti(SO_(4))_(2)为钛源,乙酸锂为锂源,经皮胶原负载钛、锂及固相反应制备具有纤维结构的钛锂离子筛前驱体(Li_(2)TiO_(3))。探究加入不同试剂、不同处理方法、不同pH值等因素对合成钛锂离子筛前驱体(Li_(2)TiO_(3))的影响。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对试样进行了表征。结果表明:加入单宁,控制试验pH=4.0在750℃条件下保温8 h制备的钛锂离子筛前驱体纤维结构较好,晶相组成为单斜结构β-Li_(2)TiO_(3)。

钛系锂离子筛用于盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业在世界范围内的快速发展,金属锂因其能量密度高等优势被广泛应用,从蕴含大量锂资源的盐湖卤水中提锂是获取锂资源的重要方向。盐湖提锂的方法主要有碳化法、沉淀法、离子筛吸附法、电化学辅助法等。离子筛吸附法适合从浓度低的液相中选择性回收锂,其中钛系锂离子筛因其稳定性强、吸附容量大而成为吸附法的研究热点。本文以钛系锂离子筛技术为立足点,对全球锂资源分布现状、钛系锂离子筛提锂机理进行了分析,综述了目前钛氧化物锂离子筛的合成方法、成型方法、现存的问题等,为后续开发新型钛系锂离子筛,提高饱和吸附容量等方面提供参考。

钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究

以无定型水合二氧化钛和氢氧化锂分别作为钛源和锂源,通过高温固相法合成钛系锂离子筛(HTO)并进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、接触角测试等表征。研究了HTO在高镁锂比[n(Mg)/n(Li)]盐湖卤水中随时间变化对锂吸附容量的影响。结果表明,HTO在高镁锂比盐湖卤水中26 h吸附容量达到24.8 mg/g。HTO具有优异的选择性,分离系数(αLMig)达到4 813.0。经过20次吸附循环试验,HTO的锂吸附容量仅下降4.8%,且每次钛的溶损率都在0.08%以下。结果表明,HTO具有较好的循环吸附性能和稳定性。该HTO具有从高镁锂比盐湖卤水提取锂的能力,具有很广阔的市场前景。

溶胶-凝胶软模板法合成锂钛离子筛

以乙酸锂和钛酸丁酯为锂源和钛源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用溶胶-凝胶法,通过焙烧得到添加CTAB的锂钛化合物(Li_(4)Ti_(5)O_(12)),经过盐酸酸洗,制备出锂钛离子筛(H_(4)Ti_(5)O_(12),HTO)。经过热重分析(TG-DTG)、X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)、接触角及性能测试,考察了锂钛离子筛的晶相、形貌及时间对吸附容量的影响。对比CTAB的加入量,0.1 g的CTAB的离子筛前驱体杂质更少,晶相比较纯。HTO准二级动力学相关系数R^(2)(0.99724)大于准一级动力学相关系数R^(2)(0.98435),该吸附过程符合化学吸附。HTO在Li^(+)溶液中24 h的吸附容量达到24.44 mg/g,经过8次吸附脱附后,吸附容量仍保持在23.68 mg/g,仅降低3.1%。因此,HTO有良好的循环吸附性能和稳定性,具有很广阔的市场前景。

钛氧化物锂离子筛的研究进展

钛氧化物锂离子筛结构稳定,溶损率低,可多次重复使用,成为当前盐湖提锂的研究热点。综述了钛氧化物锂离子筛的结构、合成方法、改性手段、形貌控制以及成型技术,提出了当前研究中存在的问题,并对未来钛氧化物锂离子筛的发展趋势进行了展望,为实验室研究和工业化应用提供参考依据。

钛系锂离子筛盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业的迅速发展,带动了锂需求量的显著增长,锂提取技术近年来受到广泛关注。中国是盐湖锂资源大国,盐湖锂储量约占全国锂总储量的78%。但是,中国的盐湖锂资源镁含量高,不易分离提取高纯度锂工业产品;因此,研究开发盐湖提锂技术,具有非常重要的应用价值。在众多的盐湖提锂技术当中,锂离子筛吸附提锂,因其选择性好,对镁的分离效果好,适用于镁锂比高的盐湖卤水体系,这对解决盐湖提锂问题有重要指导意义。选择近年来发展比较热的钛系锂离子筛,从提锂机理、制备方法和应用等方面的研究对钛系离子筛进行一个综述,最后对钛系离子筛的未来研究方向进行展望。

钛系锂离子筛在沉锂母液锂回收上的连续离子交换工艺研究

利用钛系锂离子筛用于沉锂母液的吸附法提锂。针对青海蓝科锂业沉锂母液体系,开发了连续离子交换吸附提锂工艺,研究了操作参数对连续离子交换系统提锂性能的影响,并在优化的工艺条件下进行了长周期的稳定性评价。结果表明,在转动步进周期为10 min、卤水进料量为16.7 BV/h、淋洗水量为6 BV/h、解吸水量为12~13 BV/h,酸浓度为0.3 mol/L时,连续离子交换系统可以稳定获得钠锂质量浓度比(简称钠锂比)在0.6左右、锂质量浓度接近1.3 g/L的合格液,锂回收率为94.5%以上。

钛基锂离子筛纳米材料研究进展

随着以锂离子电池为代表的新能源行业的兴起,锂需求量大幅增加,因此盐湖卤水提锂技术受到广泛关注。以锂离子筛作为吸附剂的盐湖卤水提锂技术具有环保、高效以及可持续发展的特点。介绍了盐湖卤水提锂技术的类型,综述了钛基锂离子筛的合成方法及钛基锂离子筛纳米材料的研究进展,并对比了不同钛基锂离子筛合成方法的优缺点,最后对钛基锂离子筛的研究方向进行了展望。