响应面法优化Li_2O-CaO吸附剂吸附CO_2的工艺条件

采用机械混合法制备了Li2O-CaO吸附剂,并利用响应面法中的Box-Behnken设计对影响Li2O-CaO吸附剂静吸附容量的3个主要因素(吸附温度、空速、吸附剂粒径)进行优化,建立静吸附容量的二次多项回归模型方程,并对回归模型进行可信度及方差分析。实验结果表明,当吸附温度为611℃,空速为6.7min-1,吸附剂粒径为60目～80目时Li2O-CaO吸附剂的静吸附容量最大,最大静吸附容量的预测值为17.744mol/kg,与实测平均值17.526mol/kg基本相同。优化模型有效可靠。

新型特效钠离子吸附剂Li_(1+x)La_xZr_(2-x)(PO_4)_3的制备和性能研究

采用高温固相法合成了新型特效Na离子吸附剂Li1+xLaxZr2-x(PO4)3.对不同条件下合成的吸附剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和IR分析,并对其吸附性能进行了测定.XRD结构分析表明,当x≤0.4时均能得到与LiZr2(PO4)3相同的晶体结构.SEM分析表明,合成的吸附剂分散性好,粒径范围在5～20μm之间.吸附性能测定结果表明,少量La的加入使Li1+xLaxZr2-x(PO4)3对Na离子产生了特效吸附作用,La离子掺杂是改善LiZr2(PO4)3吸附性能的一条有效途径,当x=0.4时,在pH值为10.0～11.0条件下,Li1+xLaxZr2-x(PO4)3的吸附容量达到48.3mg/g.

溶胶-凝胶法合成锂吸附剂H_2TiO_3及其性能研究

高镁锂比卤水提锂一直是国内外攻克的技术难题。针对目前锂吸附剂吸附容量低、溶损率大、吸附时间长等问题,采用溶胶-凝胶法合成锂吸附剂前驱体Li_2TiO_3,进而制备出高交换容量、低溶损率、短吸附时间的H_2TiO_3锂吸附剂。采用热重、XRD、SEM等手段,深入探讨了煅烧温度、n(Li)∶n(Ti)、煅烧时间等因素对合成前驱体性能的影响。结果表明,当n(Li)∶n(Ti)=2.2,干凝胶在750℃下煅烧18h可以得到纯相Li_2TiO_3,该吸附剂对锂的吸附容量为39.1mg/g,Li^+洗脱率可达98.92%,吸附平衡时间为120min,单次循环过程中Ti^(4+)溶损率低于0.020%,极适合于盐湖卤水提锂。

Li_2CuO_2高温吸附烟气CO_2的性能研究

煤燃烧过程中排放大量CO_2是造成气候变化的原因之一,高性能CO_2吸附剂的制备是实现烟气高温脱碳的关键。以Li_2CO_3,LiOH和LiNO_3为Li源利用固相合成法制备出3种不同的Li_2CuO_2吸附剂,用于高温燃煤烟气CO_2捕集。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对比分析3种Li_2CuO_2的微观结构特征,利用热重分析仪(TGA)考察吸附剂烟气低体积分数下的捕碳性能,结合一阶反应模型研究吸附剂动力学特性。研究发现,Li_2CO_3制备出的Li_2CuO_2纯度高,晶体和颗粒粒径小,表面Li富集,使吸附反应速率快、捕获容量高,且动力学常数大,化学吸附过程需要的活化焓低,对温度依赖性小,更利于CO_2吸收。因此,Li_2CuO_2可在烟气温度下直接捕获CO_2,是一种有潜力的高温捕碳吸附剂。

偏钛酸型锂吸附剂的合成及吸附性能

以TiO2和Li2CO3为原料,采用固相法合成偏钛酸型锂吸附剂前躯体Li2TiO3,将该前躯体经过盐酸洗脱锂,得到偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,其中锂的抽出率达到98.86%,钛几乎不溶损。对TiO2、Li2TiO3、H2TiO3以及H2TiO3吸附锂后的样品进行XRD和SEM表征。研究偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3对锂离子的吸附性能,并用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附过程进行拟合,计算相应的速率常数。结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,在LiOH溶液中对锂离子的吸附容量为39.8mg/g;吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附,吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程。

二氧化碳的高温吸附剂及其吸附过程

分析了CO2对全球气候变化的影响和减排的必要性,介绍了CO2的基本特性和主要分离方法;针对电厂烟道气流量大、温度高的特点,着重比较了用于CO2高温吸附的多种物理吸附剂和化学吸附剂的吸附性能,主要包括活性炭、沸石分子筛、金属氧化物、水滑石类混合物和锂盐化合物;重点讨论了用于高温烟道气中CO2吸附的新型吸附剂Li2ZrO3的吸附性能及影响因素,如CO2吸附速率、反应温度、ZrO2颗粒大小、改性化合物的种类和用量等;认为Li2ZrO3是从高温烟道气中吸附CO2的高效吸附剂;强调了吸附过程与分离过程的综合考虑是减排CO2未来的重点研究方向。

富钛料制备H_2TiO_3型锂离子吸附剂及其吸附性能研究

以熔分钛渣提纯得到的富钛料为钛源,通过固相法合成了吸附剂前躯体β-Li_2TiO_3。前躯体Li_2TiO_3经酸洗脱出Li^+后制备得到H_2TiO_3型锂离子吸附剂。考察了前躯体Li_2TiO_3的合成温度,采用吸附动力学模型和Langmuir吸附等温方程研究了吸附剂的吸附性能。结果表明:当反应温度为750℃时,得到了具有良好结晶性的前驱体β-Li_2TiO_3。在Li^+浓度为2 g/L的LiOH溶液中,该吸附剂的Li^+吸附容量为28.51 mg/g。随吸附液的碱性增强,Li^+浓度升高,吸附剂的吸附容量增大。通过Langmuir吸附等温方程计算,得出该吸附剂的理论最大吸附容量为45.6 mg/g。