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钛掺杂锂锰氧化物离子筛的制备及性能研究

2019-08-21马来波黄西平

盐科学与化工 2019年8期

张 欣,王 亮,马来波,张 琦,黄西平

(自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192)

金属锂、锂合金及其盐类以其优异的性能,被称为“工业味精”和“推动世界进步的能源金属”,广泛应用于电子、冶金、化工、医药、能源等领域,是国民

盐湖卤水中锂的储藏量极其丰富(1.0×1010kg),目前80%的锂盐产品均来自于盐湖卤水,因此,从盐湖卤水提锂具有广阔的应用前景,也是未来实现锂工业化可持续发展的关键[3-4]。

目前,盐湖卤水提锂方法主要有沉淀法、盐析法、溶剂萃取法、膜分离法和吸附法等,其中,离子筛吸附法提锂具有锂收率高、选择性高、循环利用率高、绿色环保等优点,是卤水提锂最具工业前景的工艺方法[5-6]。尖晶石型锂锰氧化物离子筛具有高选择性和高吸附量,是最典型的一类锂离子筛吸附剂。目前研究最多的锂锰氧化物离子筛前躯体有LiMn2O4、Li4Mn5O12和Li1.6Mn1.6O4,这3种前躯体经酸浸脱锂后可分别制得锂离子筛λ-MnO2、MnO2·0.31H2O和MnO2·0.5H2O,其中MnO2·0.5H2O离子筛的理论吸附容量最大、化学性质最稳定[7-9]。

钛具有很强的结构稳定性,可以替代锂锰氧化物中部分锰离子,从而增加尖晶石结构的稳定性[10]。文章通过共沉淀—水热合成法合成出钛掺杂的锂锰氧化物离子筛前驱体Li1.6Mn1.6O4,对酸洗得到的MnO2·0.5H2O离子筛进行形貌和物相分析,研究不同的钛掺杂量、酸浸洗脱时间对锂的吸附容量及钛和锰的溶损率,以及对不同离子的选择吸附性能,从而研制开发出对锂元素具有高选择性、高吸附量的的锂锰氧化物离子筛材料。……

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