【摘 要】
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基于前人对粉末状锂离子筛的研究,在 α-Al2O3陶瓷管上合成出具有选择性离子吸附的锂离子筛膜,以期适于连续化运行,并为海水提锂提供一定的理论依据和技术参考。 以
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基于前人对粉末状锂离子筛的研究,在 α-Al2O3陶瓷管上合成出具有选择性离子吸附的锂离子筛膜,以期适于连续化运行,并为海水提锂提供一定的理论依据和技术参考。 以柠檬酸、乙二醇、LiNO3、Mn(NO3)2和 Mg(NO3)2为主要原料,以溶胶凝胶法分别合成出锂离子筛前躯体LiMn2O4和镁掺杂改性的LiMg0.2Mn1.8O4。通过酸洗吸附实验表明,采用过硫酸铵为酸洗剂的洗脱效果要比盐酸的好；同时,基于掺镁改性 LiMg0.2Mn1.8O4的锂离子筛的吸附容量较LiMn2O4有所提高,吸附容量最高可达31.3mg/g；通过连续吸附洗脱实验可知,基于 LiMg0.2Mn1.8O4的锂离子筛具有较高的吸附容量及较好的稳定性,四次循环使用后吸附容量仍达26.0mg/g。 在上述基础上,分别进行了溶胶-凝胶法、添加模板剂的溶胶-凝胶法、水热+溶胶-凝胶复合法以及水玻璃预成膜法合成锂离子筛膜的研究,并借助 XRD、SEM 和单一气体渗透测试等手段对产物进行相关表征。结果表明,经过溶胶-凝胶法制备的膜Sg-M3、Sg-GM3,气体分离系数分别为 3.41、3.47,具有一定的分离能力,但膜的均一性仍存在一定缺陷；溶胶-凝胶法中添加模板剂对制膜的效果影响较小；水热+溶胶凝胶复合法制备的管状膜HSg-M2、HSg-GM2,气体分离因数分别达 3.61、3.64,接近 H2/N2的 Knudsen 扩散比值3.74,说明所合成的膜具有一定的选择分离性能。利用复合法所得锂离子筛膜进行了离子交换性能初步研究,结果表明对含Li+/K+、Li+/Ca2+、Li+/Mg2+、Li+/Na+等不同的溶液,管状膜均具有一定的分离选择性能。研究结果为基于新型离子筛材料的连续化溶液提锂技术的发展提供了技术参考。
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