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。     

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%。     

离子筛型锂吸附剂的研究现状

简要介绍了离子筛型吸附剂的研究现状,并对钛系离子筛吸附剂和锰系离子筛吸附剂进行了比较,重点指出了离子筛型吸附剂吸附技术中存在的一些问题和今后离子筛型吸附剂吸附提锂的研究方向。     

离子筛材料的合成及其对盐湖卤水中锂的选择性吸附

以γ-MnOOH和LiOH溶液为原料,水热法合成离子筛前驱体锂锰氧化物,经酸洗抽提出锂离子,得到离子筛材料,对产物γ-MnOOH, Li-MnO和H-MnO进行了XRD和SEM表征. 研究了离子筛材料对盐湖卤水中锂的吸附性能. 实验结果表明,离子筛材料对高镁锂比盐湖卤水中Li+的最大吸附量为37 mg/g,具有吸附容量大、选择性高的优点.     

钛氧化物锂离子筛的研究进展

钛氧化物锂离子筛结构稳定,溶损率低,可多次重复使用,成为当前盐湖提锂的研究热点。综述了钛氧化物锂离子筛的结构、合成方法、改性手段、形貌控制以及成型技术,提出了当前研究中存在的问题,并对未来钛氧化物锂离子筛的发展趋势进行了展望,为实验室研究和工业化应用提供参考依据。     

钛系锂离子筛盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业的迅速发展,带动了锂需求量的显著增长,锂提取技术近年来受到广泛关注。中国是盐湖锂资源大国,盐湖锂储量约占全国锂总储量的78%。但是,中国的盐湖锂资源镁含量高,不易分离提取高纯度锂工业产品;因此,研究开发盐湖提锂技术,具有非常重要的应用价值。在众多的盐湖提锂技术当中,锂离子筛吸附提锂,因其选择性好,对镁的分离效果好,适用于镁锂比高的盐湖卤水体系,这对解决盐湖提锂问题有重要指导意义。选择近年来发展比较热的钛系锂离子筛,从提锂机理、制备方法和应用等方面的研究对钛系离子筛进行一个综述,最后对钛系离子筛的未来研究方向进行展望。     

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。     

锂锰氧化物离子筛盐湖提锂的研究现状及应用前景

锂锰氧化物离子筛对Li^-离子选择性高．吸附容量大且环境友好．被认为是目前最具应用前景的绿色盐湖卤水提锂方法。重点介绍了我国盐湖锂资源的情况及λ-MnO2离子筛盐湖提锂的反应机理、制备方法以及研究现状．并对我国盐湖卤水的开发提出了自己的看法。     

离子筛吸附与陶瓷膜耦合用于盐湖卤水提锂

将锰系离子筛吸附与陶瓷膜耦合,用于高镁锂比盐湖卤水的提锂研究。采用水热法制备了高效锂离子筛H_1.6Mn_1.6O₄,考察离子筛用于卤水提锂效果和陶瓷膜的分离性能。结果表明：制备的离子筛粉体粒径分布在100～500 nm之间,平均粒径为160 nm,用于察尔汗盐湖卤水中对Li⁺吸附容量达到31.44 mg·g^-1;孔径50 nm的陶瓷膜对离子筛的截留率达到100%,膜渗透通量大于150 L·m^-2·h^-1;反冲操作可有效维持吸附-膜分离过程的稳定性,吸附与陶瓷膜的耦合过程对盐湖卤水中的锂提取率超过97%,盐酸和双氧水清洗可有效恢复膜渗透通量。研究结果为高镁锂比盐湖卤水提锂提供了新方法。     

纳米MnO2离子筛的锂吸附性能

通过控制水热合成反应条件制备了不同晶相的一维纳米MnO₂,进一步用浸渍法制备了Li-Mn-O三元氧化物前驱体,并经酸处理后得到对锂离子具有特殊选择性的离子筛。用XRD、TEM、吸附等温线及反应动力学等手段对产物的晶相结构和锂吸附性能进行了研究。实验结果表明,反应物浓度对MnO₂不同晶面的生长速率有不同的影响;从TEM图像中可以清楚地看到,水热合成法制备出了尺寸为φ5nm×400nm的一维MnO₂纳米线;在pH＝9.19时每克离子筛的单分子层锂离子饱和吸附量Q_m为2.43mmol·g^-1;吸附速率常数为2.17×10^-6 s^-1;吸附量随溶液pH值的增加而增加,当pH=12.5时,相应的吸附量为3.47mmol·g^-1。     

铈掺杂CoCuMnOx太阳能选择性吸收涂层的制备及性能

采用共沉淀高温烧结法制备了铈掺杂CoCuMnOx功能粉体(Ce@CoCuMnOx),并掺入自制硅改性聚氨酯黏结剂中,在马口铁表面喷涂了太阳能选择性吸收涂层.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外?可见?近红外分光光度计、红外光谱仪和自制太阳光模拟装置表征了粉体的物相组成、表面形貌以及涂层的选择吸收性能.结果表明,Ce@CoCuMnOx功能粉体的物相组成包括CoCuMnOx、Co3O4和CeO2.当Ce、Co、Cu、Mn物质的量比为1.5:2.5:1.0:1.0,煅烧温度为450°C,煅烧时间为4 h时,所制涂层的选择吸收性能最佳,太阳能吸收比(αs)为95.9％,发射率(εT)为23.8％,品质因子(αs/εT)达到4.03.     

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。     

分子筛改性PET纤维的制备和性能研究

将分子筛、添加剂(分散剂、交联剂)以不同的比例和PET切片共混进行母粒法熔融纺丝,制得分子筛改性PET纤维,并测定纤维的力学性能、吸湿性能和染色性能。结果表明：当纤维中分子筛质量分数为2%时,改性PET纤维的可纺性较好;添加剂含量存在最佳值,与纯PET纤维相比,分子筛：分散剂(质量比)为1．0：1．8时,改性纤维断裂强度提高39．7%,含湿率提高30．4%,上染率提高7．7%;分子筛：分散剂：交联剂(质量比)为1．0：1．2：0．2时,改性纤维断裂强度可提高62．7%。分子筛在改性PET纤维中分散均匀,并形成了拟网状结构。     

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。     

Preparation and thermal-insulating properties of Ce-doped ZrO2 hollow fibers derived from a metaplexis template

ZrO₂ is an attractive thermal-insulating material for high-temperature applications owing to its low heat conductivity and corrosion resistance. The seed hair in metaplexis is a natural fiber with a hollow structure that endows it with outstanding thermal-insulating properties. In this paper, we describe a procedure for preparing CeO₂-stabilized tetragonal ZrO₂ hollow fibers obtained by imitating a metaplexis template. The metaplexis fibers were first immersed in a mixed solution of ZrOCl₂ and Ce(NO₃)₃ to prepare the precursor fibers. The fibers thus produced were subsequently dried in vacuum and sintered under the standard atmospheric pressure in aerobic atmosphere at temperature values of 900, 1100, and 1300°C. The microstructures, phase composition, pore size distribution, and thermal conductivities of the fibers were investigated. Results showed that the Ce-stabilized ZrO₂ fiber inherited the hollow structure of the metaplexis, consequently exerting a significant effect on its thermal-insulating properties. Compared to conventional ZrO₂ fibers, the thermal conductivities of Ce-stabilized ZrO₂ fibers can decrease by approximately 12%-24.3%.     

多孔掺杂型钛系离子筛的制备及吸附性能

用52.40 nm的PMMA纳米微球作模板,用配制好的前驱液进行填充,并通过程序升温焙烧的方法去除模板,合成多孔掺杂型的Li₄Ti_4.98Zr_0.02O₁₂离子筛;用0.100 mol·L^-1的盐酸对离子筛进行酸改型,并用XRD、SEM、饱和交换容量、pH滴定曲线等进行表征,考察离子筛的结构以及选择吸附性能。结果表明：制备的离子筛为尖晶石结构,平均孔径约为50 nm;酸改型后其尖晶石结构未被破坏;离子筛对Li⁺的饱和交换容量为6.43 mmol Li⁺·g^-1,对Li⁺有较高的选择吸附性。     

一种罗丹明结构的汞离子荧光探针的制备及性能

以罗丹明6G和4-溴-1,8-萘二甲酸酐为原料,合成了新型荧光分子探针R6G-NA,通过核磁共振1H NMR、13C NMR和质谱MS等方法对其进行了结构表征。通过荧光光谱及可见光光谱测定,对荧光探针R6G-NA的识别性质进行了研究,结果表明:探针R6G-NA在乙醇-水溶液(p H=7)体系中,与Hg2+作用具有明显的荧光增强响应,在波长550 nm,Hg2+浓度小于90μmol/L的条件下,荧光强度与Hg2+浓度近似呈线性关系,可用于检测水溶性体系中微量Hg2+;在R6G-NA的乙醇-水溶液体系中加入Hg2+,溶液色度的变化可用可见分光光度计进行测量。进行了其他阳离子共存下的竞争试验以及对Hg2+的可逆性试验,结果表明探针R6G-NA对Hg2+具有良好的选择性和可逆性。     

PET负离子纤维的制备及其性能研究

将经质量分数为3％的钛酸酯偶联剂表面修饰过的电气石粉体加入到聚酯(PET)中共混造粒后母粒法纺丝,制备PET负离子纤维。研究了电气石粉体含量对切片热力学性质、纤维结晶性能和力学性能以及负离子性能的影响。结果表明:随着电气石粉体含量的增加,纺丝温度适当降低,纤维结晶度降低,力学性能略有下降,质量分数为2％和4％粉体的纤维的负离子释放分别达到460个／cm3和480个／cm3。