卤水提锂吸附剂应用研究进展

利用吸附剂从卤水中提锂是目前最具发展潜力的提锂方式。综述了层状吸附剂、锑酸盐吸附剂、铝基吸附剂和离子筛型氧化物吸附剂的吸附机理、制备方法、吸附性能,并对比了各自的优缺点。指出吸附剂中以铝基吸附剂和离子筛型氧化物吸附剂的优势最为明显,但是都存在成粉末状、流动性及渗透性差、溶损率较高等缺点。因此,如何造粒以及如何降低溶损率将成为吸附法盐湖提锂技术的发展方向。     

离子筛型锂吸附剂吸附法从盐湖卤水/海水中提锂的研究进展

金属锂及其化合物广泛应用于各个领域,其需求与日俱增,是一种重要的战略资源。传统的从矿石中提锂步骤繁琐、能耗大,且资源量日益减少,因此,从液态锂源如盐湖卤水、海水中提取锂资源具有十分重要的意义。相关研究者对液态提锂的方法也进行了积极的探索研究,而离子筛型锂吸附剂以其绿色而高效的优势,引起了众多学者的关注,成为目前最有发展潜力的液态提锂方法之一。本文对离子筛型锂吸附剂进行了分类,综述了锰系氧化物、钛系氧化物以及掺杂型离子筛这3种典型锂离子筛型吸附剂的吸附机理、制备方法、吸附性能等方面的研究进展,分析比较了各自的优缺点,并指出离子筛型吸附剂目前存在的问题,最后对离子筛型锂吸附剂的改进及应用进行了展望。     

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。     

负载型锂离子筛吸附剂研究进展

锂离子筛吸附剂能够经济地从卤水、海水中提取分离锂离子,然而锂离子筛吸附剂通常是细微的粉末材料,工业化应用时需要加工成型为填料,关键是得到吸附容量大和循环性能良好的锂离子筛吸附剂。现有的造粒和铸膜成型工艺导致锂离子筛吸附剂的吸附容量大幅降低,希望开发出不使用有机聚合物黏结剂的负载型锂离子筛吸附剂。综述了常用的几类锂离子筛吸附剂、载体材料和负载方法,总结了负载型锂离子筛吸附剂的技术要求,介绍了几种新的负载型锂离子筛吸附剂的制备方法。建议重点开发玻璃纤维材料负载的锂离子筛吸附剂H₄Ti₅O₁₂和氧化铝负载的锂离子筛吸附剂LiCl·2Al（OH）₃。     

尖晶石型锂锰氧化物离子筛的制备方法及构效性能分析

尖晶石型锂锰氧化物离子筛作为一种溶液提锂的吸附材料, 具有广阔的应用前景, 而在实际研究与推广应用进程中, 也存在着一些问题。文章结合已有的研究, 详细介绍了目前研究最多的三种锂锰氧化物离子筛前体(LiMn₂O₄、Li₄Mn₅O₁₂ 和 Li_1.6Mn_1.6O₄)和对应锰氧化物离子筛(λ-MnO₂、MnO₂·0.31H₂O和MnO₂·0.5H₂O)制备方法的比较;重点分析了三种前体和离子筛的晶体结构特征以及离子筛吸附性能的本质区别;对粉状离子筛的成型(造粒和成膜)作了详细阐述并与粉状离子筛的性能进行了比较;最后总结了目前锂锰氧化物离子筛实际吸附量与理论吸附量的差异和选择性以及离子筛溶损等现存的问题。随着离子筛成型技术的改善和掺杂新型离子筛的开发, 有望制备工业化应用的海水提锂吸附剂。     

新型锂吸附剂的制备研究

目前,国内外的锂离子吸附剂主要分为锰系吸附剂和钛系吸附剂两类。锰系吸附剂吸附容量不高,而且在酸洗及过滤过程中损失较大,难以实现工业化生产。钛系吸附剂具有较高的吸附容量,并且在吸附和脱附过程中内部结构保持稳定,溶损较小,具有良好的研究前景。采用二氧化钛与碳酸锂为原料,严格控制二者的配比,并在不同高温条件下发生固相合成反应,生成锂离子筛前体Li4Ti5O12。再用2 mol/L的盐酸对该锂离子筛前体进行洗脱,当此锂离子筛中的锂被完全洗脱下来后,制得了新型锂离子吸附剂H4Ti5O12。对该吸附剂作饱和吸附后,测得其饱和吸附容量QT达到32.29 mg/g。     

吸附法从盐湖卤水中提锂的研究进展

综述了有机、无机两大类吸附剂从盐湖卤水中吸附提锂的研究现状,特别综述了层状吸附剂、无定形氢氧化物吸附剂、锑酸盐吸附剂、铝盐吸附剂和离子筛型吸附剂等的研究应用现状,重点对比了国内外吸附法提锂的工艺技术及各类吸附剂的优、缺点,分析了现存吸附法提锂工艺中存在的一些问题,并从离子筛吸附剂合成条件、粉末状吸附剂造粒方式和吸附剂再生等方面建议了吸附法卤水提锂的改进方向。     

锂的吸附剂

本文综述了锂吸附剂的研究现状，重点探讨了离子筛型吸附剂，提出了今后的研究方向，旨在找到一条实用化道路来回收锂。     

锰系锂离子筛的制备与改性的研究进展

随着新能源电动汽车、储能产业的快速发展,确保锂资源的供给成为热点话题。锰系锂离子筛因其有对锂离子的高选择性、高吸附量、低成本等优点,在盐湖提锂方面已成为最具发展潜力的吸附剂材料之一,然而其在循环吸、脱附过程中,锰的溶损以及Jahn-Teller效应等问题会影响离子筛结构的稳定性,使吸附剂的吸附性能降低。近年来,围绕吸附性能提升,从制备方法方面进行改良的研究工作很多,可通过不同的制备方法调控锂离子筛的结构和形态。针对其存在的问题,总结了可以改善其性能的方法,包括掺杂、表面包覆以及造粒和成膜等,并在此基础上对改性锂离子筛材料在工业应用方面的发展方向进行展望,制备出高数量级循环下稳定的锂离子筛材料是未来的主要发展方向。     

铁-镧系合金吸附剂对水中磷的吸附性能研究

采用共沉淀法制备了不同掺铁量的铁-镧系合金吸附剂。实验结果表明:存在一个最佳掺铁量,以铁、镧物质的量比为0.08的吸附剂除磷能力最强。与掺铁量为零的吸附剂相比,铁-镧系合金吸附剂对磷酸根的吸附量明显提高。吸附剂的吸附行为符合伪二级反应速率方程,吸附等温线可用Langmuir方程更好地描述。该吸附剂的吸附量受pH影响显著,pH在4~7时,吸附量大且稳定,酸性条件更有利于吸附反应的进行。     

球形离子筛吸附剂的制备及其锂吸附性能评价

利用琼脂糖溶液的溶胶凝胶性质,通过锐孔凝固浴法,对实验室合成的Li₄Mn₅O₁₂粉体进行成型,制备了粒径2～3 mm的球形颗粒,对球形颗粒进行交联后,用1 mol·L^-1的盐酸对球形颗粒进行酸洗脱锂,最终制得球形锂离子筛吸附剂。考察球形吸附剂制备和交联的影响因素,结果表明：5%的琼脂糖浓度和90 ℃的温度为最佳制备条件,2 ml·g^-1的交联剂用量和6 h的交联时间为最佳交联条件。对球形离子筛吸附剂进行静态评价实验,结果表明锂吸附容量为4.25 mmol·g^-1,吸附速率为1.77×10^-5 s^-1,成型后离子筛吸附量是离子筛粉末的75.6%,吸附速率较粉体（3.29×10^-4 s^-1）下降一个数量级。Li⁺平衡吸附容量随平衡pH值的升高而增加,在pH>12时吸附容量高达5.5 mmol·g^-1。共存离子选择性实验表明,交联球形离子筛吸附剂对Li⁺具有高选择性,成型后离子筛可以用于盐湖卤水或者海水提锂。     

无机锰吸附材料的制备及其锂离子的吸附性能

以氢氧化锂为原料,通过控制无机锰吸附材料合成反应条件制备了尖晶石型的LiMn2O4离子筛前驱体,经酸浸脱锂后获得对Li+具有特殊选择性吸附的尖晶石型离子筛。对无机锰吸附材料进行了XRD、SEM、BET表征,测定了离子筛对纯锂溶液和卤水中锂的吸附容量。结果表明,当离子筛制备体系的原料锂锰物质的比为0.5、800 ℃下反应15 h时,产品为近纯尖晶石型晶体,且具有较大比表面积。吸附实验表明,该离子筛在碱性含锂溶液中对Li+具有吸附性能,且吸附容量随着溶液pH和温度的升高而增大,在pH=13的纯锂溶液中最大吸附量可达32.251 mg/g,并在30 h达到吸附平衡。该吸附材料循环利用8次后,吸附量保持在18 mg/g以上,在西藏龙木错卤水中,对锂的吸附量达到11.273 mg/g。吸附过程符合伪二级动力学,表明吸附过程主要为化学吸附,且离子交换反应的控制步骤是颗粒扩散控制（PDC）。     

纳米纤维锂离子筛吸附剂的制备及表征

通过静电纺丝制备了锂离子筛负载纳米纤维。研究了聚丙烯腈（PAN）和锂锰氧化物（Li1.6Mn1.6O4）配比对纳米纤维锂离子筛吸附剂提锂性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和BET氮气吸附法对纳米纤维锂离子筛吸附剂的形貌和比表面积进行了表征。实验结果表明,在聚丙烯腈质量分数为7%和Li1.6Mn1.6O4质量分数为10%条件下,制得的纳米纤维锂离子筛吸附剂比表面积较大、提锂性能较好,其在质量浓度为10 mg/L的氯化锂溶液中对锂离子的吸附量可达13.6 mg/g。纳米纤维锂离子筛吸附剂克服了粉末状锂离子筛的不足,对实现海水提锂具有重要的参考价值。     

高硅铝比钾离子筛的合成及其对K+的交换性能

以NaA1O2、水玻璃为原料,KOH为碱源,利用水热法合成了高硅铝比钾离子筛.考察了硅铝比、碱度、模板剂、晶化温度和晶化时间对钾离子筛晶相结构、产率和交换容量的影响,通过X射线衍射、化学组成分析、扫描电镜、热重差热分析、Fourier红外光谱对样品进行了表征.结果表明:以四丁基溴化铵为模板剂,物质的量比为6.68K2O:19.3SiO2:1Al2O3:624H2O,120℃条件下合成12 h,获得的高硅铝比钾离子筛为钾型钙十字沸石,化学组成为Si21Al5.1K2.4Na2O55·8H2O;离子筛对纯钾溶液和海水中钾离子的交换量分别达123·22 mg/g和56.96 mg/g,对K+/Na+的选择性系数为95.46,可用于从海水中选择性分离钾盐.     

柴油吸附脱氮吸附剂的研究进展

吸附脱氮是目前应用比较广泛的方法之一。根据吸附剂的不同,其吸附效果也有很大的差别。吸附剂按表面极性可以分为极性吸附剂和非极性吸附剂。其中,活性氧化铝,硅胶,白土,分子筛,磷钼酸属于极性吸附剂,而活性炭属于非极性吸附剂。有些吸附剂的吸附脱氮效果还不是很理想,因此吸附剂的选择和其改性已经成为现在研究的重点。介绍了近几年来这两类柴油脱氮吸附剂的研究情况及其进展,并对未来吸附剂的研究提出了展望。     

航空煤油在不同孔径的Ag基介孔材料吸附剂上深度吸附脱硫的研究

以3种不同孔径的介孔材料MCM-41,SBA-15,大孔SBA-15(SBA-15-L)为载体,采用离子交换法制备了Ag/Al-MCM-41,Ag/Al-SBA-15和Ag/Al-SBA-15-L介孔材料吸附剂。利用XRD,N2吸附,SEM-EDS,ICP-MS等手段对所制备的吸附剂进行了表征,并在固定床上对航空煤油进行了吸附脱硫研究。结果表明,交换Ag+所制备的吸附剂依然保持介孔材料的特性,并可将含S量为150×10-6的航空煤油中的硫化物,选择性的吸附脱除到S含量低于1.0×10-6。其中,在Ag/Al-MCM-41,Ag/Al-SBA-15和Ag/Al-SBA-15-L吸附剂上,可分别得到8.0,9.0和17.0mL的清洁航空煤油(含硫量小于1.0×10-6)。实验结果也表明,所制备的吸附剂吸附脱硫性能主要取决于介孔材料载体的孔径大小,载体的孔径越大,Ag+的利用率越高,吸附剂的吸附脱硫性能越强。将吸附饱和的Ag/Al-SBA-15-L吸附剂,于空气中在350℃进行再生5h,吸附剂的吸附性能可以100%的恢复。