[發明專利]一種可磁性分離的偏鈦酸型鋰離子篩、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201611139165.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108212074B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 李平;王舒磊;鄭詩禮;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C01D15/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

1.一種偏鈦酸型鋰離子篩，其特征在于，所述鋰離子篩的分子式為H₂R_xTi_1-xO₃，R為磁性元素，x的取值范圍為0.01-0.2，該鋰離子篩是由磁性元素摻入到Li₂TiO₃的晶格中，取代部分鈦的位置，再經過酸洗脫鋰形成的；

所述磁性元素摻入到Li₂TiO₃的晶格中，不改變Li₂TiO₃的基本物相和分子結構。

2.如權利要求1所述的鋰離子篩，其特征在于，所述磁性元素為鐵、鈷或鎳中的任意一種或至少兩種的組合。

3.如權利要求1所述的鋰離子篩，其特征在于，所述鋰離子篩的顆粒粒度分布在50-200nm之間，BET比表面積為30-60m²/g。

4.如權利要求1～3任一項所述的偏鈦酸型鋰離子篩的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將鋰源、鈦源和超順磁性物質進行煅燒，得到鋰離子篩前驅體；

(2)對步驟(1)得到鋰離子篩前驅體進行酸洗，液固分離后得到偏鈦酸型鋰離子篩。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒前還包括將鋰源、鈦源和超順磁性物質混合并研磨的步驟。

6.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰或醋酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

7.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述鈦源為二氧化鈦和/或有機鈦源。

8.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述超順磁性物質為鐵、鈷、鎳、鐵的氧化物、鐵鹽、鈷的氧化物、鈷鹽、鎳的氧化物或鎳鹽中的任意一種或至少兩種的組合。

9.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述鋰源中的鋰元素、鈦源中的鈦元素和超順磁性物質中的磁性元素的摩爾比為(2-2.8):1:(0.01-0.3)。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述鋰源中的鋰元素、鈦源中的鈦元素和超順磁性物質中的磁性元素的摩爾比為2.2:1:0.08。

11.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的溫度為350-1050℃。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的溫度為400-750℃。

13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的溫度為600℃。

14.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒時升溫的速度為0.1-10℃/min。

15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒時升溫的速度為8℃/min。

16.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的時間為0.5-8h。

17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的時間為2-4h。

18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述煅燒的時間為3h。