尖晶石型锂离子筛前驱体的制备和性能表征

尝试在不同条件下用高温法一步直接制备了锂离子筛前驱体Li1 xMn2-xO4,并对产物进行了性能表征.将原料按一定配比混合均匀后,在马弗炉中焙烧至一定温度,并保温一定时间得到烧结产物.经XRD表征其晶型均为立方尖晶石型.通过实验,确定了Li1 xMn2-xO4可以用直接烧结法制备,制备的最佳条件为:烧结温度600 ℃,烧结时间24 h.经表征,制得的离子筛对锂离子有特异吸附性,其中最大吸附容量达25.4 mg/g,具有一定的应用价值.     

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（α^Li _Mg）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。     

尖晶石型锂离子筛的直接水热合成及其锂吸附性能

采用水热合成法,以硝酸锰、氢氧化锂和过氧化氢为原料直接合成出前驱体——尖晶石型锰酸锂,再经酸浸脱锂后得到对锂离子具有选择吸附性能的离子筛。通过XRD和TEM对产物的晶相结构进行了表征,测定了离子筛材料对纯锂溶液和海水中锂的吸附容量,以及对海水中主要金属离子的选择性。结果表明,当n(锂)∶n(锰)=2.5,过氧化氢浓度为0.3 mol/L,在120℃下反应12 h时,产物几乎为纯的立方相锰酸锂晶体;前驱体晶体呈一维纳米线形态,直径为20 nm左右,长度在300~500 nm;离子筛对纯锂溶液中锂的最大吸附量达到40.23 mg/g,对海水中锂的吸附量为10.46 mg/g;离子筛对金属离子的选择吸附性顺序为:Li+≥Ca2+Mg2+Na+K+,锂的分配系数(Kd,Li)达到12 836.71 mL/g,表现出对锂很高的选择吸附性。     

锰氧化物锂离子筛的掺杂改性及吸附性能研究

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,采用高温固相法合成了锂锰氧化物前驱体,再经离子交换技术制备了锰氧化物锂离子筛并用于溶液中Li ⁺的吸附。考察了Al ³⁺和La ³⁺掺杂对锂离子筛结构、形貌和吸锂性能的影响。用粉末X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对制备产物进行了表征。结果表明,产物为尖晶石型锰氧化物锂离子筛,呈片状形貌,分散性较均匀。Al ³⁺和La ³⁺掺杂后产物仍然保持尖晶石结构,形貌有所变化,分别呈现出不规则的立方体和纳米颗粒。吸附结果表明,掺杂后锰氧化物锂离子筛的吸附容量有所提高。     

PVC-MnO2的制备及其对锂离子的吸附行为

MnCO3和Li2CO3经高温煅烧合成Li4Mn5O12,再与聚氯乙烯(PVC)和N,N-二甲基甲酰胺溶液混合,干燥、酸洗后制得粒径3?4 mm的多孔球形PVC?MnO2锂离子筛,用其吸附Li离子. 结果表明,PVC?MnO2吸附Li离子的反应符合Langmuir方程和拟二级动力学方程,吸附焓变为0.358 kJ/mol,吸附反应为吸热反应,Li离子最高吸附量可达23.4 mg/g.     

尖晶石型锂离子筛研究进展

介绍了作为锂离子筛前体的尖晶石型锂锰氧化物的结构与合成方法，指出固相配位反应法和水热合成法极具发展前景。详细论述了锂离子筛的制备、存在的问题、应用及相关研究，指出复合机理的相对合理性。最后提出开发粒（膜）状锂离子筛、进行规模化提锂工艺研究的必要性和重要意义。     

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%Li₂TiO₃的Li_1.6Mn_1.6O₄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...     

AMPS/AA聚合物材料制备及其吸附性能研究

采用溶液聚合法合成AMPS/AA聚合物材料,研究了引发剂、交联剂、配比、温度等对材料性能的影响。结果表明,不同条件下合成的材料在盐水中的吸水性能相对稳定,在蒸馏水中的吸水性能差异较大;当交联剂用量为0.5%,AMPS/AA质量比1∶1,引发剂为1%时,合成的材料吸附Cu⁽²⁺⁾综合性能比较好。温度较高时,材料吸水性能有所下降,吸附Cu(2+)综合性能比较好。温度较高时,材料吸水性能有所下降,吸附Cu⁽²⁺⁾性能较好。     

AMPS/AA聚合物材料制备及其吸附性能研究

采用溶液聚合法合成AMPS/AA聚合物材料,研究了引发剂、交联剂、配比、温度等对材料性能的影响。结果表明,不同条件下合成的材料在盐水中的吸水性能相对稳定,在蒸馏水中的吸水性能差异较大;当交联剂用量为0.5%,AMPS/AA质量比1∶1,引发剂为1%时,合成的材料吸附Cu~(2+)综合性能比较好。温度较高时,材料吸水性能有所下降,吸附Cu~(2+)性能较好。     

PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H_1.6Mn_1.6O₄的PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜。通过SEM、Li⁺静态吸附实验、（NH₄）₂S₂O₈对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜结构、Li⁺吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%（质量）,H_1.6Mn_1.6O₄的添加量为50%（质量）时,PAN-H_1.6Mn_1.6O₄离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g^-1,达到粉末状吸附量的88.0%。以（NH₄）₂S₂O₈为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L^-1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g^-1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li⁺有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g^-1下降到10.94 mg·g^-1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H_1.6Mn_1.6O₄吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。     

锰渣-赤泥吸附剂制备及其对铜（Ⅱ）吸附性能

锰渣是锰矿石生产硫酸锰过程产生的酸性过滤渣,赤泥是拜耳法生产氧化铝过程产生的碱性废渣,两种废渣排放量大,综合利用程度低。以锰渣和赤泥为原料,混合焙烧制备锰渣-赤泥吸附剂,实现了两种废渣的中和,制得的吸附剂pH接近中性。研究了锰渣-赤泥吸附剂对溶液中2价铜离子的吸附性能,为废渣的综合利用提供新途径。考察了吸附时间、溶液初始铜离子质量浓度、溶液pH等条件对吸附剂吸附溶液中铜离子的影响。结果表明：不同焙烧温度制得的吸附剂对铜离子的吸附平衡时间为22 h;焙烧温度为700 ℃制得的吸附剂（A700）对铜离子的吸附效果最好,在固液质量体积比（g/L）为0.4∶1条件下,达到平衡时溶液中铜离子的质量浓度可从20 mg/L降低到0.053 mg/L,平衡吸附量为45.739 2 mg/g,对铜离子的吸附去除率达到99.72%。吸附剂A700对铜离子的吸附符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

选择性吸附提锂材料的研究进展

锂及其化合物既是一种绿色能源材料也是重要的战略物资。其在相关产业领域具有重要应用且需求量一直保持较高速度增长。海水、盐湖卤水中蕴藏着储量巨大的锂矿资源,为了满足强劲的市场需求,从海水、盐湖卤水中分离提取锂资源具有重要的经济价值与战略意义。由于卤水中锂离子浓度低、成分复杂、盐湖卤水还具有高镁锂比特点,选择性分离提取锂资源显得至关重要。本文以锰系离子筛、钛系离子筛、有机冠醚及其衍生物等选择性吸附单元为出发点,分别分析了各自的结构特点及吸附提锂机制,对基于锰系、钛系和有机冠醚及其衍生物的复合提锂吸附材料的制备方法等方面进行了综述。对基于以上选择性吸附单元的复合吸附材料制备研究现状进行了总结,指出了仍然存在的问题,对今后选择性吸附材料的制备及应用进行了展望。     

铝基锂吸附剂制备及其吸附性能研究

以氯化锂、无水氯化铝为原料,通过正交实验优化反应合成条件,采用“一步法”制备LiCl·2Al（OH）₃·nH₂O型铝基锂吸附剂。分别探究了吸附时间、吸附温度、溶液初始pH、溶液初始Li⁺浓度对吸附性能的影响,对吸附前后的无机铝吸附材料做了表征,并考察了吸附剂的离子选择吸附性及稳定性能。结果表明：最佳吸附条件为在45 ℃下pH=7的锂溶液中吸附2 h,吸附容量高达到8.66 mg/g。XRD、FT-IR表征结果表明：所制吸附材料有良好的稳定性。且该吸附剂对Li⁺分配系数（K=10.06）远高于其他金属阳离子,吸附材料经5次循环使用后,吸附容量仍能保持原来的91.5%。在西藏龙木错盐湖卤水中,对锂的吸附量达到5.24 mg/g。吸附平衡数据拟合结果表明：铝基锂吸附剂符合Langmuir等温吸附模型,吸附是发生在吸附剂表面的单层吸附;吸附过程符合伪二级动力学,是典型的化学吸附过程。     

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。     

离子筛型锂吸附剂的吸附性能研究

研究了自制粒状离子筛型锂吸附剂的吸附容量、洗脱性能和重复吸附洗脱时的稳定性。结果表明，吸附剂在纯锃盐溶液中的锂离子吸附容量为15．63mg／g，在海水中的锂离子吸附容量为5．68mg／g；洗脱剂盐酸的浓度越高，对吸附剂中锂离子的洗脱率越高，但同时离子筛的溶损率加大；吸附剂循环吸附洗脱时，吸附与洗脱性能较稳定，并可重复使用。     

Preparation and adsorption properties of chelating resins from thiosemicarbazide and formaldehyde

A novel chelating resin was synthesized in just one step under mild synthetic conditions. The synthesis was carried out through the copolymerization of thiosemicarbazide and formaldehyde in an aqueous solution. The adsorption properties for some noble metal ions were investigated. The results showed that the resin had high adsorption selectivity for Au(III) and Ag(I). The adsorption capacities for the two metal ions reached up to 7.3 and 11.8 mmol/g, respectively. The adsorption rate for the two metal ions in a dilute solution was 99.9%. The adsorption fit first‐order kinetics, and an isothermal adsorption study indicated that it corresponded to Langmuir monomolecular layer adsorption. The change in the bonding energy during the chelating process was investigated with X‐ray photoelectron spectroscopy. The study revealed that nitrogen and sulfur atoms of the resins were electron donors and metal ions were electron acceptors in the process. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

硝酸锂改性钛系离子筛的制备及其吸附性能

钛系锂离子筛具有较高的锂吸附容量和稳定性,对其制备工艺及性能进行改进研究具有重要意义。使用硝酸锂和碳酸锂混合物作为锂源,与二氧化钛在500℃下进行固相反应,生成层状钛酸锂;使用0.2 mol·L ^-1盐酸对其酸洗24 h,得到了锂离子筛吸附剂;采用X射线衍射、扫描电镜、粒度分析、N ₂吸附-脱附方法等,对其性能进行了表征;通过锂离子的吸附实验,确定了吸附和再生性能;探究了该新型吸附剂的锂离子吸附机理。结果表明：吸附过程是单分子层化学吸附;经过改性,离子筛颗粒更加细小,孔体积和比表面积更大,结构完整;在70 mg·L ^-1的Li ⁺溶液中,吸附量为25.01 mg·g ^-1,准二级吸附速率常数为0.2762 g·(mg·h) ^-1,吸附速率较之未改性提高了54.56%;该离子筛对浓度为11.6 mg·L ^-1的Li ⁺溶液,其锂去除率可以达到99.77%。