海水中含有大量的鋰資源（全球海洋中包含約2.6×1011噸的鋰,是陸地鋰資源總量的一萬余倍）等待開發(fā)。尖晶石結(jié)構(gòu)的氫錳氧化物（HMO）是鋰離子吸附的有效材料,但其粉體形式限制了其在海水鋰回收的應(yīng)用。在此,本文以天然高分子纖維素為原料,HMO為Li+吸附粒子,通過簡單環(huán)保的方法制備了易回收、可再生的HMO/纖維素復(fù)合膜,并將其用于從含鋰溶液中鋰離子的提取。通過靜態(tài)吸附實驗探究了不同條件下（HMO負載量、纖維素濃度、膜厚度等）所制備復(fù)合膜對鋰離子的吸附性能,結(jié)合吸附動力學(xué)模型、吸附等溫線模型探討HMO/纖維素復(fù)合膜的吸附行為;同時考察了復(fù)合膜對鋰的吸附選擇性、脫附性和循環(huán)再生性能以及從海水（ppb級）中提取鋰離子的效率以及對鋰離子的選擇性。本文制備得到的HMO/纖維素膜與單獨的HMO顆粒相比,復(fù)合膜中HMO的Li+吸附容量損失小,表明親水多孔的纖維素基質(zhì)膜為HMO的Li+吸附位點提供了良好的可及性。50%-HMO/纖維素膜與其他HMO/聚合物（如聚氯乙烯或聚丙烯腈）相比,具有更高的Li+吸附能力（21.6 mg g-1 HMO）。50%-HMO/纖維素膜及HMO顆粒對Li+的吸附等溫線符合... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）?２０１５－２０５０年的年度鋰消費量和（ｂ）海洋和陸地上鋰儲量的示怠圖以及當前??分布不均的鋰資源［８］??

慮復(fù)合膜厚度時，制備纖維素濃度為??５％，ＨＭＯ負載量為５０％的混合刮膜液，調(diào)節(jié)刮膜器厚度分別為２００?ｐｍ、４００?ｐｍ、８００??ｐｍ制備得到相應(yīng)厚度的復(fù)合膜。??，，?＼?！?＼??、Ｓｅｌｆ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ?／?＾?＾?Ｌｉ＋?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?／?＇??雜寒窗??．－．??Ｍｉｘｅｄ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ＨＭＯ／ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｌｍ?Ｌｉ＋?－ｕｐｔａｋｅ?ｆｉｌｍ??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?毋?ＨＭＯ?出［Ｂｍｉｍ】＋?＾?Ｃｌ?？?Ｌｉ＊??圖２－１?ＨＭＯ／纖維素膜的制備過程、結(jié)構(gòu)以及其Ｌｉ＋吸附示意圖。??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＨＭＯ／ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｌｍ?ａｎｄ?Ｌｉ＋??ｕｐｔａｋｅ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｆｉｌｍ．??表２－１?ＨＭＯ／纖維素復(fù)合膜的不同配比??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｔｈｅ?ＨＭＯ?ｒａｔｉｏ?ｉｎ?ＨＭＯ／ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｌｍｓ??樣品?０％?５％?１５％?３０％?５０％?７５％??ＨＭＯ?（ｇ）?０?０．０２５?０．０７５?０．１５?０．２５?０．３７５??纖維素（ｇ）?０．５?０．５?０．５?０．５?０．５?０．５??２．３．２吸附實驗??（１）?Ｌｉ＋溶液配制??準確稱�。常埃担�?ｇ?ＬｉＣＩ置于燒杯中，加入１００?ｍＬ?ｉ？離子水后超聲直Ｍ?ＬｉＣｌ完全溶解??后移入１０００?ｍＬ的容量瓶屮，加水定界搖勻得到５００?ｍｇ?Ｕ的Ｌｉ＋溶液。之后吸附實驗所??需Ｌｉ＋溶液均由此高濃度溶液稀釋獲得。??

?２＿４．７電感耦合等離子體質(zhì)譜（ＩＣＰ－ＭＳ）??１ＣＰ－ＭＳ可用于元素分析，本實驗采用的是美國ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司生產(chǎn)的Ｘ?Ｓｅｒｉｅｓ丨１??型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對復(fù)合膜吸附前后的溶液中的離子濃度（Ｌｉ＋，Ｎａ＋，?Ｍｇ２＋，??Ｋ＋，?Ｓｒ＾，?Ｃａ２＋）進行檢測。測試離子濃度前，均用１％的稀硝酸對溶液進行稀釋，通過??公式倍數(shù)換算得到測試溶液的濃度。??２．５結(jié)果和討論??２．５．１?ＨＭＯ形貌分析??采用固相合成法可以制備粒徑在微米尺度且結(jié)晶較完善的ＨＭＯ。圖２－２ａ為鋰離子??篩前驅(qū)體鋰錳氧化物（ＬＭＯ）的ＳＥＭ圖，照片展示ＬＭＯ顆粒尺寸較為均一，顆粒之間??存在團聚。圖２－２ｂ為鋰離子篩氫錳氧化物（ＨＭＯ）的ＳＥＭ圖，可以看出ＨＭＯ顆粒粒??度比較均勻，顆粒大�。玻埃�?ｎｍ左右，與酸洗前的ＬＭＯ相比，形貌無明顯區(qū)別，進一步??證明所制備的離子篩具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。從ＨＭＯ的ＴＥＭ圖（２－２ｃ）可以看出，ＨＭＯ為??立方體結(jié)構(gòu)，與文獻相近［７８］。通過納米粒度分析儀獲得的ＨＭＯ的平均粒度為５２５．５士??８１．８５?ｎｍ〇??挪嘗??Ｉ＾Ｐ１：?ａ??１０?１００?１０００?１?００００??Ｓｉｚｅ?（ｄ．?ｎｍ）??圖２－２?ＬＭＯ的ＳＥＭ圖（ａ）和ＨＭＯ的ＳＥＭ圖、ＴＥＭ圖及粒徑圖（ｂ－ｄ）??Ｆｉｇ?２－２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＬＭＯ?（ａ），?ＳＥＭ，?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ＨＭＯ?（ｂ－ｄ）??１５??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]纖維素氣凝膠基多功能納米復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 萬才超.東北林業(yè)大學(xué) 2018
[2]高效鋰離子選擇性吸附材料的設(shè)計、制備及性能研究[D]. 許鑫.北京化工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]高荷電性超薄復(fù)合納濾膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其對鎂鋰的分離性能研究[D]. 徐萍.天津工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號：3445619