[發明專利]一種提鋰雜化膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710059487.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106807253A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 宋磊;童霏;貢潔;孫亞玲;胡衛;徐錦鵬;周全法
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C22B26/12;C22B3/24;C01D15/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 高姍

技術領域

本發明屬于提鋰雜化膜技術領域，具體涉及一種提鋰雜化膜及其制備方法和應用。

背景技術

金屬鋰(Li)是一種稀有金屬，外觀呈銀白色，同時，它也是自然界最輕的金屬。鋰作為21世紀的新能源，廣泛應用于電子元件、醫療器械、石英表、家用電器等不同領域。此外，金屬鋰也是軍事工業上具有戰略意義的物資，可以作為原子反應堆中的控制棒、信號彈、照明彈的紅色發光劑和飛機用的稠潤滑劑。同時，鋰-鋁合金、鋰-鋁-鎂合金等都是制造飛機、輪船的結構材料，也是氫彈、火箭、核潛艇和新型噴氣飛機的重要燃料，在原子能技術及冶金等方面也都有廣泛的用途。自然界中的鋰主要來源于兩部分：一是鹽湖鹵水鋰；二是礦石鋰。在世界范圍內，鹵水鋰占鋰資源總量的1/3，而我國鹵水鋰所占的比例達79％，是我國鋰資源的重要來源。由于鹵水鋰除四川和湖北有少量資源外(地下鹵水)，主要分布于青海和西藏的鹽湖中，受制于地勢，并不適合開采，而且成本高、污染大。

目前，鹽湖鹵水提鋰的方法主要有沉淀法、蒸發結晶法、溶劑萃取法和吸附劑法。其中，吸附劑法是利用對鋰離子有選擇性吸附能力的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其他在雜質離子分離的目的。目前，可用于水處理的吸附劑有活性炭、吸附樹脂、改性殼聚糖類吸附劑以及其他可吸收污染物質的藥劑、物料等。有機膜材料具有適應性大、應用范圍廣、吸附選擇性好、穩定性高等優點，因此國內外對有機膜在水處理方面的應用進行了大量的研究。目前，有機膜可用于去除廢水中的重金屬、脂肪酸鈉鹽、陰離子表面活性劑、酚類物質、稀土元素、對苯二甲酸、苯胺、氟離子等。但在水處理過程中，有機膜會受到氧化劑的氧化，鐵、硅、油等物質的污染以及前級膜材料本身帶有的分解產物和碎塊的污染，而且還可能發生熱降解，從而引起膜性能劣化，使用效果下降。

發明內容

本發明主要提供了一種提鋰雜化膜及其制備方法和應用，改進了傳統膜材料提鋰效率低、再生差的問題，具有一定的經濟效益和社會價值。其技術方案如下：

一種提鋰雜化膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：H₂O配制合成NaA分子篩；

(2)將NaA分子篩浸漬于鋰離子溶液中，攪拌4-6h后取出NaA分子篩并烘干；

(3)對NaA分子篩進行酸洗；

(4)將NaA分子篩放置于N,N-二甲基甲酰胺中進行超聲分散，然后取出NaA分子篩加入聚合物溶液中，得鑄膜液；

(5)將鑄膜液倒在無紡布上流涎成膜并靜置除泡，然后將形成的膜浸入去離子水中，隔段時間更換一次水，一天后取出風干，并按規格裁剪，得提鋰雜化膜。

優選的，步驟(1)中SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：H₂O的摩爾比為2:1:1:(170-190)。

優選的，步驟(2)中所述鋰離子溶液為LiCl溶液，LiCl溶液的濃度為0.1-1M。

優選的，步驟(3)中使用HCl、H₂SO₄或HNO₃溶液對NaA分子篩進行酸洗脫除鋰離子。

優選的，步驟(4)中所述聚合物溶液為聚氯乙烯樹脂、聚醚砜或聚偏氟乙烯溶液。

一種提鋰雜化膜，其由上述方法制備而成。

一種提鋰雜化膜在從含鎂鋰的鹵水中提取金屬鋰的應用。

采用上述提鋰雜化膜及其制備方法和應用，本發明具有以下優點：

本發明方法制備的分子篩/有機雜化膜可以選擇提鋰，分子篩是具有均勻的微孔且與一般分子大小相當的一類無機材料，具有較大的比表面積及吸附容量，內晶表面高度極化，表面有很高的酸位與活性位。將分子篩與有機聚合物結合成膜，結合分子篩良好的水熱穩定性、高吸附容量、較大的比表面積和有機膜的滲透性能，制備出新型的提鋰雜化膜材料，改進了傳統膜材料提鋰效率低、再生差的問題，可以高效的提取鹽湖鹵水中的鋰，具有一定的經濟效益和社會價值。

附圖說明

圖1為鹽湖鹵水采用實施例1中的提鋰雜化膜處理時的濃度曲線圖。

具體實施方式

實施例1