溶膠-凝膠法合成尖晶石型錳氧化物鋰離子篩及其吸附性能研究.pdf

1、鋰及其化合物廣泛用于玻璃、陶瓷、潤(rùn)滑劑、冶金、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域，在核能和新能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中地位獨(dú)特。隨著人們對(duì)鋰需求的不斷擴(kuò)大和陸地鋰資源的逐漸減少，人們將目光轉(zhuǎn)向了富含鋰資源的鹽湖鹵水和海水。錳氧化物鋰離子篩可以直接從鹽湖鹵水和海水中提取鋰，是極具發(fā)展前景的鋰吸附劑。相比其它吸附劑，錳氧化物鋰離子篩選擇性好，吸附量大，且無(wú)環(huán)境污染。本研究以檸檬酸為配合劑，氫氧化鋰和醋酸錳為原料，采用溶膠.凝膠法分別合成了LiMn2O4型和Li1.33

2、Mn1.67O4型鋰離子篩，并研究了其吸附性能，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上探討了溶膠.凝膠過(guò)程和鋰離子篩反應(yīng)機(jī)理。 在LiMn2O4型鋰離子篩的合成和性能研究中，通過(guò)考察原料種類(lèi)、原料加入順序及方式、pH值、焙燒溫度、焙燒時(shí)間、酸洗時(shí)間、酸液濃度等因素的影響，確定了最佳的LiMn2O4合成及酸洗條件，制備的鋰離子篩在0.1mol·L-1的LiOH溶液中的吸附量可達(dá)25.37mg·g-1。合成的LiMn2O4結(jié)晶度高，有一定團(tuán)聚現(xiàn)

3、象，酸洗產(chǎn)物和吸附后產(chǎn)物都保持了LiMn2O4的尖晶石結(jié)構(gòu)。 在Li1.3sMn1.67O4型鋰離子篩的合成和性能研究中，以酸洗過(guò)程Mn抽出率為依據(jù)，確定了合適的焙燒溫度為350℃。酸洗后制備的鋰離子篩在0.1mol·L-1的LiOH溶液中的吸附容量為30.27mg·g-1，且循環(huán)吸附能力優(yōu)于LiMn2O4型鋰離子篩。 在溶膠-凝膠過(guò)程中，Mn以MnOH+形式與檸檬酸反應(yīng)形成配合物，配合物以分子氫鍵作用形成交聯(lián)聚合體。L