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溶胶-凝胶软模板法合成锂钛离子筛

2021-12-15孙建科刘莹莹易大伟

人工晶体学报 2021年11期

孙建科,陈 进,赵 坤,刘 璐,刘莹莹,易大伟

(西安科技大学材料科学与工程学院,西安 710054)

0 引 言

锂及其盐类广泛应用于玻璃陶瓷、电池、制药、复合材料等行业,被称为“21世纪的能源元素”[1-5]。全球大部分锂存在于盐湖卤水及海水中,涉及盐湖卤水和海水的锂资源技术成为锂资源的研究热点[6-7]。因而从盐湖卤水或海水中提取锂资源,以供开发利用[8]成为一种趋势。

目前有发展前景的卤水提锂技术主要包括沉淀法[9]、萃取法[10]、吸附法[11]、电化学法[12]、纳滤法[13]与电渗析法[14]等。沉淀法提锂技术适用于低Mg/Li比卤水提锂;萃取法卤水提锂技术正应用于高Mg/Li比卤水提锂;纳滤法和电化学法目前还处于实验室起步阶段;吸附法锂离子筛吸附剂因无污染、工艺简单和可循环的优点,备受人们的关注[15]。

锂离子筛合成方法有固相法和液相法,液相法又分为水热合成法和溶胶-凝胶法。固相法存在混合不均匀及金属阳离子的离子扩散速度较慢等问题;水热合成法往往需要高温高压,合成时间长;溶胶-凝胶法生产工艺简单、环保等方面更有应用前景[16]。传统工艺合成的离子筛粉体颗粒较大且不均匀,因而影响离子筛的吸附效率及循环次数。为了提高离子筛的比表面积及粉体的均匀性,通过合成孔状结构的模板,以模板原料为载体,合成颗粒更小、更均匀的离子筛。文中所用的软模版剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是一种白色晶体的粉末,能与表面活性剂产生稳定的纳米孔状结构,且模版在焙烧的过程中分解,不影响其结构。……

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