马立文 陈白珍 石西昌 冯大伟

（中南大学冶金科学与工程学院，长沙 410083）

富锂锂锰氧化物的制备及其在溶液中的抽Li+/吸Li+性能

马立文 陈白珍 石西昌＊冯大伟

（中南大学冶金科学与工程学院，长沙 410083）

采用柠檬酸配合法合成了系列尖晶石富锂锂锰氧化物Li2O·nMnO2(n=1.75，2.0，2.25，2.5，3.0)。通过X射线衍射(XRD)和酸浸实验发现，350℃合成的Li2O·2.25MnO2具有纯相尖晶石锂锰氧化物结构，且在弱酸性介质中具有较高的锂溶出率和较低的锰溶损率。Li2O·2.25MnO2在酸浸之后转型为锂离子筛。XRD和扫描电子显微镜(SEM)分析发现锂离子筛能够保持尖晶石锂锰氧化物的结构和形貌。吸附实验表明，该锂离子筛在碱性含锂溶液中对Li+具有吸附性能，且吸附容量随着溶液温度和pH值的升高而增大，最高能达到40.14 mg·g-1。通过傅立叶红外光谱(FTIR)研究了锂离子筛的吸附机理，并用Langmuir模型描述了其在LiCl+LiOH溶液中的吸附行为。

锂锰氧化物；锂离子筛；结构；稳定性；吸附

随着国民经济和国防建设的发展，人类对锂及其化合物的需求不断扩大。由于陆上锂资源逐渐匮乏，利用无机锂吸附剂(锂离子筛)从海水和盐湖卤水等低浓度液态锂资源中提取锂已成为世界各国锂资源开发利用的研究热点[1-2]。

尖晶石型锂锰氧化物LiMn2O4经过酸浸处理，其结构中8a位置的Li+被抽出，可以形成对Li+具有特异吸附性能的λ-MnO2(锂离子筛)[3]。在酸浸抽Li+过程中，LiMn2O4中的Mn3+会发生歧化反应，生成Mn4+和 Mn2+。 Mn4+保留在 λ-MnO2中，而 Mn2+溶解于溶液[4-5]。Mn2+的溶解逐步导致尖晶石结构被破坏，从而限制锂离子筛的应用。为了克服这一缺点，研究者对LiMn2O4进行元素掺杂[6-7]或合成富锂锂锰氧化物Li1.33Mn1.67O4和 Li1.6Mn1.6O4[8-9]。……