鋰及其化合物以其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè),其中鋰電池行業(yè)最近幾年作為清潔能源越來越受廣泛關(guān)注,因此如何高效的獲得鋰資源成為鋰應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵因素。鋰主要以液態(tài)鋰及礦石鋰的形式存在,礦石鋰開采對(duì)環(huán)境造成不可逆的破壞,而液態(tài)鋰資源則以其巨大的儲(chǔ)備量優(yōu)勢(shì),以及綠色高效的提鋰技術(shù)成為提鋰技術(shù)發(fā)展的研究熱門。本文以液態(tài)提鋰技術(shù)為背景制備出高效鋰離子篩,并對(duì)其合成路徑以及性能做了較深入的研究。首先,通過水熱合成的方法成功制備了金屬鈰摻雜的Li₄Ti₅O₁₂氧化物前驅(qū)體,然后通過酸浸制得鋰離子篩。經(jīng)TG-DTG、XRD、SEM及性能測(cè)試,考察了離子篩的晶相、形貌及選擇穩(wěn)定性。結(jié)果表明當(dāng)金屬鈰分摻雜量為0.02時(shí),鋰離子篩具有最佳的選擇性和吸附性。其中XRD結(jié)果表明,金屬鈰摻雜后出現(xiàn)了特征峰峰偏移,但是酸改前后保留了基本的尖晶石結(jié)構(gòu)。鋰離子篩峰飽和交換容量高達(dá)6.8496 mmol/g,并且經(jīng)過5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)后仍然保持了較高的交換容量,表明該離子篩具有較高的交換容量以及穩(wěn)定性。其次,通過水熱合成法添加F127制備了鋰鈦復(fù)合氧化物(Li... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰的生產(chǎn)使用流程

離子篩吸附示意圖

摻雜型鋰鈦復(fù)合氧化物的制備及其離子交換性能的研究18分效應(yīng)在很大程度上取決于LiMn2O4前驅(qū)體的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)，因此首先合成了具有不同晶體結(jié)構(gòu)的各種塊狀或納米晶狀MnO2，然后在可分解鋰化合物（例如碳酸鋰）之間進(jìn)行高溫固相反應(yīng)�；蛳跛猁}）和MnO2形成LiMn2O4前體，然后進(jìn)行酸處理，從Li–Mn–O晶格中提取鋰，得到最終的具有選擇性吸附鋰離子能力的離子篩[51-54]。圖1-3LiMn2O4晶體骨架及多面體結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3LiMn2O4crystalskeletonandpolyhedronstructurediagram人們發(fā)現(xiàn)尖晶石結(jié)構(gòu)的離子篩對(duì)鋰離子有特殊的選擇性，因此為解決溶損率高的問題，人們研究了鋰鈦型離子篩也具有尖晶石結(jié)構(gòu)，且鈦離子不發(fā)生價(jià)態(tài)變化，因此有效地解決了溶損的問題。具有尖晶石結(jié)構(gòu)的材料的化學(xué)通式為AB2O4，尖晶石Li4Ti5O12（也報(bào)道為Li1.33Ti1.67O4，Li4/3Ti5/3O4或[Li]8a[Li1/3Ti5/3]16d[O4]32e）是固溶體家族Li3+xTi6-xO12（0≤x≤1）的重要成員，其中氧離子（32e）與四面體（8a、8b、48c）和八面體（16c、16d）配合的間隙形成立方密排（ccp）陣列部分被A和B陽離子占據(jù)[55]。摻雜是化工以及材料領(lǐng)域中常用的改性方法，人們?cè)诓粩嗟难芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在很多材料結(jié)構(gòu)中摻雜一些離子半徑相近的金屬離子，能夠很大的改善材料的性能。摻雜的方法有很多種，主要分為物理摻雜和化學(xué)摻雜，摻雜后的材料由于摻雜金屬代替原來的原子的位置，導(dǎo)致晶格產(chǎn)生很小的畸變，進(jìn)而提高其各方面性能。例如TiO2在催化領(lǐng)域有很重要的作用，而在TiO2的晶形結(jié)構(gòu)中摻入少量的過渡金屬離子，其光催化性能有理想的提高。因此，為了進(jìn)一步提高離子篩對(duì)鋰離子的吸附能力，在晶格中摻雜一些雜金屬元素也是常用的手段。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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