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新秒速赛车计划型锂离子筛的制备及其特性研究

时间:2018-11-28 15:39来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
锂及其化合物的用途较为普遍,主要用在传统玻璃、陶瓷、医药、新型锂电池、航空航天和核电等领域。我国锂资源丰富,主要以液体溶液的形式存在,如位于青藏高原地区的盐湖卤水中的

  锂及其化合物的用途较为普遍,主要用在传统玻璃、陶瓷、医药、新型锂电池、航空航天和核电等领域。我国锂资源丰富,主要以液体溶液的形式存在,如位于青藏高原地区的盐湖卤水中的锂资源约占全国锂总量的80%。因此从液态锂源中提取锂愈来愈受到国内外学者的关注。目前从盐湖卤水中获取锂的离子筛中研究最多的主要有锂锰系锂离子筛、锂钛系锂离子筛,但这些都出现了锰/钛溶损严重的问题,不利于其工业化应用。因此,解决离子筛自身的溶损是目前所面临的最主要的问题。本实验中,我们将铌引入到锂离子筛的研究中,以制备出低溶损率,高吸附性的锂离子筛。以Li_2CO_3和Nb_2O_5为原料制备出LiNbO_3,通过酸洗最终得到具有超低溶损率的锂离子筛,使用XRD、SEM等对其物性进行表征,探讨离子筛的吸附特性,并分析酸洗时间等因素对LiNbO_3中锂洗脱率、铌溶损率的影响。实验结果表明:锂铌摩尔比和煅烧温度对锂铌化合物LiNbO_3的晶体结构以及相应锂离子筛的饱和吸附量都有影响。离子筛样品的饱和吸附量随锂铌摩尔比的增大呈先增加后下降的趋势,离子筛样品的饱和吸附量随煅烧温度的升高也呈现先增加后下降的趋势,最终选择锂铌摩尔比为1,煅烧温度为723℃。用75 mL 8 mol/L HNO_3洗6 d的脱锂过程中,锂的洗脱率达83%,而铌的溶损可忽略不计,解决了离子筛自身溶损的问题。锂离子筛在模拟混合液中对锂离子的饱和吸附量达16 mg/g。该离子筛对Li~+的吸附实验的结果拟合符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程,表明吸附过程以化学吸附为主,属于单分子层吸附。此外,通过在LiNbO_3基础上掺杂Mn、Ti两种金属元素,制备前驱体LiNb_(1-x)M_xO_3(M=Mn,Ti;0≤x≤1.0),对其用HNO_3溶液处理后得到相应的离子筛。掺杂少量的Mn、Ti金属元素对制得的复合氧化物离子筛的晶体结构影响不大。随着前驱体中元素掺杂量的增加,Li的洗脱率增大,而Nb的溶损率较为稳定,保持在0左右,而Ti的溶损率先升高后下降。离子筛H-X的饱和吸附量(Q)随着Mn、Ti两金属元素掺杂量x的增加而呈逐渐增大的趋势。

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