MnO_2·0.5H_2O锂离子筛吸附剂制备条件对其性能的影响

采用正交试验法研究了锂离子筛MnO2·0.5H2O的制备条件对离子筛吸附容量和锰溶损率的影响,考察了水热温度、锂锰物质的量比、水热反应时间、煅烧温度、煅烧时间等对离子筛性能的影响。结果表明:这些因素对离子筛的吸附容量都有显著影响,但是对离子筛中锰溶损率的影响不显著;在水热温度230℃、锂锰物质的量比5∶1、水热时间13h、煅烧温度450℃、煅烧时间6h优化条件下制备锂离子筛并进行10次循环吸附、解吸试验,锂离子筛的第1次吸附容量为37.182mg/g,连续10次循环吸附-解吸后,锂吸附容量保持在36.11mg/g左右,锰溶损率很低。采用XRD对吸附-解吸前后的样品进行表征,离子筛均保持Li1.6Mn1.6O4尖晶石结构。     

以MgMn2O4制备的新型离子筛吸附剂从海水中回收锂

用酸处理MgMn_2O_4的方法制备了一种新型的离子筛氧化锰HMnO(Mg)。HMnO(Mg)对碱金属离子和碱土金属离子中的锂离子有非常高的选择性。在pH8时,HMnO(Mg)对碱金属离子的选择性顺序为:Na≈K《Li,对碱土金属的选择性顺序为:Mg相似文献   

沸石负载纳米氧化铁处理氮磷污水研究

采用共沉淀法制备了沸石负载纳米氧化铁复合材料(沸石@Fe_3O_4),并采用静态吸附试验探究了pH、吸附动力学、等温吸附模型及热力学等对沸石@Fe_3O_4吸附模拟氨氮废水溶液的影响。试验表明,当溶液pH为6时,沸石@Fe_3O_4对水中氨氮的吸附能力达到最高值,随溶液中pH的升高,沸石@Fe_3O_4对水中磷的吸附能力逐渐降低。可采用准二级动力学模型描述沸石@Fe_3O_4对水中氨氮和磷的吸附动力学过程。Langmuir吸附等温线模型的线性拟合结果表明,氨氮和磷最大理论单位吸附量分别为7.92和9.09mg/g。     

磁性铝盐吸附剂的制备及高镁锂比盐湖卤水中提锂性能研究

通过沉淀法制备磁性铝盐吸附剂MASA,吸附剂为微米级,但有一定堆叠,铝、铁元素分布均匀。吸附剂的比饱和磁化强度为10.78emu/g,可通过磁场与卤水分离MASA,锂吸附量可达4~5mg/g,5次之内未发生明显变化,而且对卤水中锂的选择性较高,尤其对镁的分配比达到468。用饱和NaCl清洗后,清洗液中Li~+0.1g/L,Mg~(2+)296g/L,解析液中Li+0.175g/L,Mg~(2+)0.15g/L。     

Li~+掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备与性能

用固相反应法合成了Li~+掺杂的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,并用XRD、SEM和恒电流充放电技术研究Li+掺杂对材料结构、形貌和充放电性能的影响。结果表明Li+掺杂和未掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4均具有Fd3m尖晶石结构,掺杂的Li~+以固溶体形式存在,掺杂少量的Li+能显著提高材料循环性能,但放电比容量稍有降低,其中Li_(1.05)Ni_(0.45)Mn_(1.5)O_4的放电比容量为136.1 m A·h/g,循环30次后基本不变,具有很好的循环稳定性。     

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。     

富锂锰基正极材料Li1.2-xNaxNi0.13Co0.13Mn0.54O2的制备及电化学性能

采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体,通过高温固相反应制备Na~+掺杂的富锂锰基正极材料Li_(1.2-x)Na_xNi_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2(x=0,0.01,0.02,0.04,0.08).X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,x≤0.04时为层状富锂锰基材料的α-NaFeO_2六方相结构,Na掺杂量过大时颗粒表面出现团聚絮状物并发现第二相—P2型层状氧化物.电化学测试发现适量的Na掺杂可提高材料的比容量、倍率和循环性能;掺杂量为0.02时电化学性能最佳:在2.0～4.6 V充放电, Li_(1.18)Na_(0.02)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2在0.1 C放电比容量为273.4 mAh/g,首次库伦效率为93.1%, 1 C循环100次后容量超过200 mAh/g,保持率为84.3%.离子半径较大的Na~+占据Li位,起到柱撑作用,稳定了结构,增大了层间距,利于Li~+扩散;此外,材料表面形成的P2型层状氧化物能够减缓层状结构向尖晶石结构的转变,从而提高了电化学性能.     

采用硫酸-还原剂浸出工艺从废旧锂离子电池中回收LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2

采用H_2SO_4-还原剂浸出工艺处理废旧锂离子电池正极材料(LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2),研究了H_2SO_4浓度以及浸出温度对有价金属元素浸出的影响,确定了浸出过程中适宜的H_2SO_4浓度为2 mol/L,浸出温度为40℃。在H_2SO_4浓度为2mol/L、原料与浸出剂比例为100g/L、浸出时间为2h、浸出温度为40℃、搅拌速度为500r/min的优化条件下,通过单因素实验考察了还原剂H_2O_2、C_6H_(12)O_6、Na_2SO_3对有价金属浸出的影响。结果显示,还原剂H_2O_2、C_6H_(12)O_6、Na_2SO_3的最佳添加量分别为4.5%、80g/L、60g/L。通过正交实验考察了混合还原剂的影响,结果表明当还原剂组成为120g/L C_6H_(12)O_6和100g/L Na_2SO_3时,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为93.51%、92.68%、95.61%、92.93%,Al浸出率仅达到18.57%。与单个还原剂相比,通过改变混合还原剂的组成,可在不明显降低有价金属(Li、Ni、Mn、Co)浸出率的情况下,控制杂质金属Al的浸出。另外,对于Al、Li的浸出,影响因素的主次关系分别为:Na_2SO_3C_6H_(12)O_6H_2O_2、H_2O_2Na_2SO_3C_6H_(12)O_6;对于Co、Mn、Ni的浸出,影响因素的主次关系为C_6H_(12)O_6H_2O_2Na_2SO_3。     

利用多金属结核氨浸渣制备锂离子筛

分析了国内外盐湖卤水开发和锂离子筛吸附剂研究现状,提出以多金属结核还原氨浸渣为原料制备价格低廉的锂离子筛,所合成离子筛具备尖晶石结构,吸附容量12.84 mg/g。对实际卤水锂的吸附率大于95%,分配系数大小顺序为Li＋〉〉Ca2＋〉Mg2＋〉K＋〉Na＋,锂离子的分配系数达19000,而其他离子的分配系数小于5。     

锰基锂离子筛研究进展

锰基锂离子筛因其对锂离子具有高选择性和循环吸附的稳定性成为当前工业上主流的卤水提锂工艺之一。基于文献的阅读和整理,介绍了锰基锂离子筛的概念,分析了对锰基吸附剂吸附原理常见的3种解释,并从掺杂改性和包覆改性两个方面分析了通过对锂锰氧化物进行改性调节其固液界面结构的研究现状,同时为今后的研究方向提出展望。     

锰氧化物锂离子筛研究进展

锰氧化物锂离子筛可以直接从盐湖卤水和海水中提取锂，是极具发展前景的锂吸附剂。文章介绍了锰氧化物锂离子筛前驱体LiMn2O4的结构，综述了国内外有关锂离子筛的反应机理研究，详述了目前其前驱体合成方法及造粒工作的研究成果，同时对锂离子筛的发展提出了自己的见解。     

超导磁吸附卤水提锂研究

以某盐湖提钾后老卤为研究对象,其中锂含量仅有0.15g/L,镁锂比达到800∶1。磁性铝系吸附剂的饱和吸附容量为4.3mg/g,提锂后吸附剂利用超导磁选机实现与卤水的固液分离,同步实现洗盐和解吸,最终得到含锂解吸液产品。研究表明,超导磁选机采用钢网片聚磁介质,背景磁场强度2 400kA/m,吸附剂浓度10%,下料速度10cm/s的情况下,吸附剂的截留率达到99%以上。在500mL淡水洗盐,1.5L淡水解吸,解吸液中Li^+0.28g/L,Mg^2+0.57g/L,全流程卤水中锂的回收率在80%以上;吸附剂在磁选机进行100次吸附解吸循环,吸附剂累计丢失8.9%。该工艺有一定的工业利用价值。     

掺杂对锂离子筛吸附性能的影响

对Li/Mn为0.7的离子筛分别进行了铜钴镍的掺杂,XRD检测和化学分析表明掺杂元素进入了离子筛的晶格;掺入铜钴镍后离子筛中锰的溶损率分别降低了2%、1.3%、1.2%;饱和吸附容量随掺入元素量的增加逐渐变小,当掺入铜钴镍的量由0增加到0.15时,饱和吸附容量由27.6 mg/g分别下降到7.8 mg/g、13.3 mg/g、18.3 mg/g。铜钴镍在离子筛中能降低锰的溶损率,但同时也降低了饱和吸附容量。     

容量型锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的合成

采用共沉淀法合成Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)(OH)_2前驱体,将前驱体和LiOH混合均匀后经高温煅烧合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2,并对其进行电化学性能检测。试验表明,制备的电池在电压2.8～4.3V(vs.Li/Li+)区间内,0.1C倍率下的首次库伦效率为88.4%;在1C倍率下循环100次后,放电比容量为157.7mAh/g,容量保持率为96.6%。     

过量锂尖晶石锂锰氧化物的结构与电化学行为

研究了过量锂锰氧化物,合成产品的结构和电化学性能,XRD结果表明,合成产品Li1 xMn2O4仍属于尖晶石结构,过量的锂进入尖晶石八面体位置。随着尖晶石八面体中锂量的增加,样品的晶胞常数减小,晶体体积收缩,循环伏安实验结果表明,过量锂尖晶石锂锰氧化物仍然保持原来的两步脱嵌锂离子过程,恒电流充放电结果表明,初始容量变化不大,稳定性提高,锂含量为1．03时,容量最高,稳定性最好。     

锂锰氧化物离子筛结构和掺杂研究进展

尖晶石型锂锰氧化物作为一种提锂吸附剂材料具有很好的应用前景，但因其溶损率大的问题，严重阻碍着它的商业化应用。介绍了尖晶石型锂锰氧化物离子筛的结构，指出Mn的溶损和Jahn-teller效应是LiMn2O4溶损的主要原因，重点讨论了通过掺杂改性的方法来抑制Mn的溶损和Jahn-teller效应，从而提高尖晶石结构的稳定性。     

一些金属阳离子的掺杂对尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性质的影响

介绍了Co、Cr、Ni、Cu、Al 5种金属元素的掺杂对尖晶石LiMn2 O4 的结构和 4V区电化学性质的影响 :探讨了掺杂元素增加尖晶石锂锰氧化物 4V区循环稳定性的机理 ;减少了尖晶石在电解液中的溶解量 ;抑制了John Teller效应的发生 ;增加了键强度 ,使得尖晶石结构更加牢固。讨论了掺杂对尖晶石高电位 (>4 5V)区容量的影响 :掺杂后的尖晶石锂锰氧化物仍保持尖晶石结构 ,但与未掺杂的尖晶石锂锰氧化物相比 ,它的晶胞常数减小 ,晶胞体积收缩 ;锰元素的平均化合价升高 ;4V区的初始容量减小 ;循环稳定性明显增加。除Al外 ,Co、Cr、Ni、Cu掺杂后的尖晶石锂锰氧化物均在高电位区有一定的放电容量 ,且随掺杂量的增加而增加。     

Si4+掺杂对富锂Li[Li0.15Mn0.575Ni0.275]1-xSixO2材料性能的影响

利用共沉淀合成的锰镍氢氧化物前躯体,采用Si掺杂合成Li[Li0.15Mn0.575Ni0.275]1-xSixO2(0≤x≤4%)正极材料.用X射线衍射和扫描电镜对合成的粉末样品进行了表征,研究了材料的电化学性能.通过掺杂样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:少量的Si4+掺杂可有效提高材料的循环性能;随掺杂量的增大,晶格畸变增大,半高宽变大;其中掺量x=1%的材料电化学性能最佳,4.2 V首次放电容量为146.7 mAh/g,经200次循环放电容量仍保持在135.7 mAh/g,容量保持率为92%.