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。

锰系锂离子筛的制备及成型方式研究进展

近年来,随着科学技术进步和锂离子电池的大规模应用,市场对锂的需求快速增长。由于固体矿产锂资源有限,锂提取技术的重点已转移到盐湖卤水资源中,因此研究盐湖提锂技术具有重要价值。在现有的各种锂提取技术中,吸附法因其制备工艺简单,成为从盐湖卤水中回收锂的最有效、最环保的方法之一。而基于锂离子筛的吸附法因其吸附选择性高、再生性能好、低能耗和环保等优点被认为是最有前途的提锂方法。文章综述了锰系锂离子筛的结构特点和制备方法等该领域的最新研究进展,同时还着重讨论了锰系锂离子筛的成型技术和相关研究进展,并对离子筛工业应用中存在的不足进行了总结和展望。

利用吸附技术提取盐湖卤水中锂的研究进展

综述了无机吸附剂提取盐湖卤水中锂的研究进展。详细叙述了铝基吸附剂,层状离子交换吸附剂,钛基、锑基和锰基锂离子筛的提锂原理及发展现状,并根据物质结构特点指出了各类吸附剂的优势以及在提锂过程中存在的不足,提出了相应的改进方向。作为一种新型、高效、绿色的提锂剂,锰基吸附材料的发展前景被普遍看好,重点讨论了锰基吸附材料制备手段及掺杂改性研究,并对其发展进行了展望。

用吸附法从粉煤灰碱性溶液里提取锂

选择二氧化锰离子筛对经预处理粉煤灰碱性溶液中锂离子进行吸附,将锂离子在大量的粉煤灰碱性溶液里分离出来,其分离效果可达1.5g/L以上,分离率为80%~85%,使用原子吸收法测定锂的含量,测定结果表明：二氧化锰离子筛对锂离子的分离效果较好,可作为粉煤灰碱性溶液中锂的吸附剂。

基于离子交换机理的尖晶石型LiMn2O4脱/嵌锂模拟

基于离子交换机理,以ICSD(The Inorganic Crystal Structure Database)中LiMn_2O_4的结构数据为基础,利用Materials Studio软件包中Visualizer模块和CASTEP模块构建并优化了尖晶石型LiMn_2O_4和HMn_2O_4以及λ-MnO_2的晶体结构,并通过对比涉及各自晶体结构的系统能值、晶胞参数、键长及键角等的变化,初步验证了离子筛提锂过程是自发吸热过程;分别通过对LiMn2O4和HMn2O4添加H和Li,模拟考察了脱锂和嵌锂(即酸洗和吸附)过程中的活性原子位及H和Li的迁移轨迹,得出8a位置Li和H的离子性较强,脱锂为H置换四面体8a位置Li,并与邻近位置O形成键长约为0.098 9nm的O-H键;嵌锂为Li取代8a-16c-8a孔道中8a位置H的动力学过程。研究结果对锰基离子筛提锂的后续工作具有一定的指导意义。

PEO-LiClO_4-ZSM-5复合聚合物电解质——ZSM-5对锂离子选择通过的影响

通过溶液浇铸法制得了一系列以不同分子筛和蒙脱土为填料的 PEO基复合聚合物电解质 ,利用交流阻抗 -稳态电流方法研究了填料对复合聚合物电解质锂离子迁移数 (TL i+ )的影响 .实验结果表明 ,所有填料都有利于同时提高复合聚合物电解质的 TL i+ 和离子电导率 ,但以 Li-ZSM-5为填料时 TL i+ 最高 ,这是因为ZSM-5的特殊二维孔道结构有利于阳离子 Li+的进入 ,而排斥阴离子 Cl O- 4的通过 .较高的 TL i+ 和室温离子电导率说明 PEO-Li Cl O4 -ZSM-5有可能作为全固态锂离子聚合物电池的电解质材料 .

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。

水热法与溶胶-凝胶法复合制备锂离子筛前驱体膜

以表面孔径为0.1μm的α-Al2O3陶瓷管为支撑载体,以硝酸锰和硝酸锂为主要原料,先采用水热法进行预成膜,再采用溶胶-凝胶法复合制备膜状含锂锰氧化物,利用XRD和SEM对合成产物进行表征,并进行单一气体渗透性能测试。结果表明,合成产物为膜状的锂离子筛前驱体LiMn2O4;膜的表面连续致密,没有明显的晶间孔和裂缺,膜厚度约为1μm;室温下膜对H2的渗透率为1.09×10-6 mol·s-1·m-2·Pa-1,H2/N2的理想分离因数达3.63,具有较好的选择分离性。研究结果为基于锂离子筛膜的连续化海水提锂技术开发提供了材料支撑。

锰氧化物锂离子筛盐湖卤水提锂研究进展

离子交换吸附法是目前颇具发展前途的提锂方法,其中锰氧化物锂离子筛因吸附选择性好、循环利用率高和成本相对较低等优点深受青睐。综述了离子筛的分类、锰氧化物锂离子筛的提锂机理、掺杂改性、前驱体的制备方法等,探讨了盐湖卤水提锂工业化存在的问题,并对其发展方向及应用前景做了展望。

二氧化锰离子筛分离并测定卤水中的锂

本文根据二氧化锰离子筛对锂离子具有特效选择性吸附的特点，将锂离子同大量碱金属、碱土金属离子进行分离，其分离率可达98．9％，然后使用氟离子选择性电极间接测定锂的含量。因分离效果好，所以可用于含有大量碱金属、碱土金属的海水、卤水及盐湖水中的微量理的测定。

离子筛型锂离子吸附剂的制备

采用高温固相法制备锂离子吸附剂。采用正交实验法对影响吸附率的灼烧时间,温度和水热时间等诸因素进行了讨论,确定了最佳制备条件。实验结果显示:用该吸附剂在室温24℃,液相pH=7.2,锂的初始浓度为6mg/L,对锂的吸附率可达93.2%,吸附量为3.78mg/g。

MnO_2的离子交换行为及其离子筛法提取锂

锂在受控核聚变反应中的应用以及高能锂电池的出现，显示了其在解决能源问题的重要意义．但当前查明的锂矿石贮量不大，近年来，人们已开展有关从海水中提取锂的研究．在电解质溶液中ＭｎＯ２表面具有离子交换特性［１］，以ＭｎＯ２和ＬｉＯＨ制得的离子筛型吸附剂，对海...

基于不同洗脱剂的单斜晶系钛基锂离子筛的制备及其吸附性能

采用高温固相法,以碳酸锂和二氧化钛为原料合成了锂离子筛前驱体,并分别考察了0.5mol/L盐酸和0.8mol/L过硫酸钠溶液对前驱体的洗脱及产物锂离子筛的吸锂过程。结果表明,0.5mol/L的盐酸作洗脱剂,循环洗脱-吸附5次后离子筛在含锂溶液(等体积0.01mol/L LiCl和0.01mol/L LiOH混合液)中的吸锂量稳定在18mg/g左右;0.8mol/L的过硫酸钠作洗脱剂,5次循环洗脱-吸附后对锂的吸附量约为16mg/g;吸锂过程适宜用伪二级动力学模型描述,且过硫酸钠的洗脱及所得离子筛的吸附动力学性能均优于盐酸作为洗脱剂的情况;过硫酸钠作洗脱剂有助于改善单斜晶系钛基锂离子筛的动力学性能。研究结果有助于拓宽锂离子筛的制备及应用。

锂离子筛前驱体Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4的制备及酸洗研究

以高锰酸钾、无水乙醇、氢氧化锂等为原料,采用水热法制备了锂离子筛。考察了锂离子筛前驱体在不同条件下酸洗其锂离子洗脱率和锰离子溶损率,得出最优酸洗条件。研究表明,在酸洗温度为30℃、搅拌转速为400 r/min、酸洗时间为12 h、盐酸浓度为0.1 mol/L、液固比为500 m L/g条件下对锂离子筛前驱体进行酸洗,锂离子溶出率达到98%以上、锰离子溶损率小于3%。经X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测,锂离子筛前驱体和酸洗后锂离子筛都呈尖晶石结构。锂离子筛在p H=12.6、质量浓度为500 mg/L的锂原液中对锂的吸附量达到62.20 mg/g。