對由堿金屬和過渡金屬組成的陽離子骨架尖晶石結(jié)構(gòu),其堿土金屬離子摻雜位點(diǎn)及對性能的影響一直缺乏研究。本文通過水熱法合成了Mg²⁺摻雜的尖晶石型Li_1.6Mn_1.6O₄(LMMO)經(jīng)脫模后,得到Mg²⁺摻雜的尖晶石型鋰離子篩H_1.6Mn_1.6O₄(HMMO)。樣品表征結(jié)果表明LMMO、HMMO及吸附之后的樣品(r-LMMO)均呈現(xiàn)尖晶石結(jié)構(gòu)。相同實(shí)驗(yàn)條件下,HMMO對鋰的吸附容量為25.6 mg/g (未摻雜為25.8 mg/g),抗溶損研究發(fā)現(xiàn)r-LMMO溶損率為4.4%(未摻雜為5.4%)。在保持較高吸附容量條件下,摻雜顯著提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。Langmuir和pseudo-second-order模型能夠很好的擬合HMMO對Li⁺的吸附過程,DFT計(jì)算結(jié)果表明Mg²⁺替換了16d位置的部分Li⁺,使得Mg-O鍵強(qiáng)于Li-O鍵從而增強(qiáng)了吸附劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)...

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【文章目錄】：
0 引 言
1 實(shí)驗(yàn)部分
    1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    1.2 尖晶石型鋰離子篩的制備
    1.3 材料表征
    1.4 尖晶石型鋰離子篩的吸附及循環(huán)使用性能研究
    1.5 尖晶石型鋰離子篩的脫附性能及抗溶損性能研究
    1.6 DFT理論計(jì)算
2 結(jié)果與討論
    2.1 材料表征
    2.2 鋰離子篩的吸附及循環(huán)使用性能研究
        2.2.1 Mg2+摻雜及未摻雜的鋰離子篩吸附性能的對比研究
        2.2.2 溶液pH對吸附性能的影響研究
        2.2.3 溫度對吸附性能的影響研究
        2.2.4 濃度對吸附性能的影響研究
        2.2.5 吸附選擇性實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.6 鋰離子篩的循環(huán)使用性能研究
    2.3 鋰離子篩的脫附及抗溶損性能研究
        2.3.1 Mg2+摻雜及未摻雜的鋰離子篩的脫附及抗溶損性能對比研究
        2.3.2 鹽酸濃度及溫度對溶損性能的影響
    2.4 DFT理論計(jì)算
        2.4.1 Mg優(yōu)先摻雜位點(diǎn)
        2.4.2 態(tài)密度及電荷分布
3 結(jié) 論



本文編號：3953228