技術領域
本發明涉及金屬吸附劑領域,具體涉及金屬吸附濾紙,特別是涉及一種用于鋰電池回收的改性蛋膜紙及制備方法和應用。
背景技術
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它一般采用含有小原子半徑的含鋰材料作為電極,主要用于電動自行車、電動汽車、電動摩托車、電動工具、太陽能光伏及風力發電儲能系統、智能電網儲能系統、移動通訊基站、電力、化工、醫院備用UPS、EPS電源、安防照明、便攜移動電源、筆記本電腦、電動玩具、礦山安全設備、數碼產品等多種領域。與鎳鎘、鎳氫電池相比,鋰離子電池具有電壓高、比能量大、循環壽命長、安全性能好、自放電小、無記憶效應、可快速充放電、工作溫度范圍寬等諸多優點。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,一價鋰離子在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。充電時,一價鋰離子從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態;放電時則相反,一價鋰離子從負極脫嵌,經過電解質回歸到正極,回到初始狀態。因此,伴隨著鋰離子電池的大規模生產和不斷使用,產生了大量的廢舊鋰離子電池,造成貴金屬的浪費和環境污染,如何回收廢舊鋰離子電池成為亟待解決的問題。
鋰離子電池的回收技術可分為兩大類:干法回收技術和濕法回收技術。干法回收主要是指不通過溶液等媒介,直接實現材料或有價金屬的回收方法,主要是通過物理分選法和高溫熱解法,對電池破碎進行粗篩分類。干法回收工藝流程較短,但是回收的針對性不強,是實現金屬分離回收的初步階段。濕法回收技術是以各種酸堿性溶液為轉移媒介,將金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中,再通過沉淀手段,將金屬離子以鹽、氧化物形式從溶液中提取出來,是目前主要處理廢舊鋰離子電池的主要技術。
中國發明專利申請號201710648304.2公開了一種從廢舊鋰離子電池中回收金屬的方法,回收鋰離子電池的正極廢料,并將正極廢料制成陰極,惰性電極為對電極,在酸性電解液中進行電化學反應,將金屬浸出,得到含有金屬離子的溶液;調節上述溶液pH為9~10,充分攪拌后,離心,取上清液,在上清液中加入1,2,4,5-苯四羧酸,在100~160℃下水熱反應5~12h,得到金屬有機復合材料;所述金屬為鎳和/或鈷,通過電化學的方法將正極材料中的金屬浸出,確保了浸出的徹底性;同時,將已浸出的金屬與有機物進行配位反應,作為新的鋰電池正極或超級電容器正極的應用。
中國發明專利申請號201310001972.8公開了一種從廢舊鋰離子電池中分離回收鋰的方法,將廢舊鋰離子電池放電后進行拆分,對電池芯進行粉碎,將粉碎后的電池芯用無機酸和氧化劑進行浸出,過濾,得到濾液,將濾液的 pH 值調到大于或等于8,過濾除去雜質和沉淀,得到含鋰離子的回收液,用樹脂吸附回收液中的鋰離子,對樹脂進行解吸附,得到分離回收的鋰鹽。本發明提供了鋰離子吸附回收的思路,但是,對其他金屬離子無法選擇分離。
綜上所述,目前濕法工藝比較復雜,使用的強堿強酸污染嚴重,缺少一種對鋰離子電池的可溶性離子行之有效直接篩選的過濾材料和過濾方法。
中國發明專利申請號201710246380.0公開了一種乙酰乙酸烯丙酯功能化氧化石墨烯的制備及作為鎘離子吸附劑的應用,采用乙酰乙酸烯丙酯和丙烯酸對氧化石墨烯進行表面功能化。本發明制備的乙酰乙酸烯丙酯功能化氧化石墨烯可作為高效的鎘離子吸附劑,并且可實現再生,具有良好的經濟性。但是,這一吸附劑只對廢水中的鎘離子具有選擇吸附作用,對其他離子的吸附性能不可調節,不能用于鋰離子電池的回收。
中國發明專利申請號201610733308.6公開了一種用于離子吸附的孔徑可調濾紙的制備方法,中速定性濾紙切碎,用去離子水浸泡,加入超聲波處理液,超聲波處理,成濾紙熔漿,冷凍干燥,放入高分子溶液,磁力攪拌,然后放入帶有相反電荷的高分子溶液中,磁力攪拌,將濾紙按照交替放入上述兩種高分子溶液中,循環進行10-30次,調節高分子聚合物的吸附量,達到對孔徑的調節,然后干燥,即成濾紙。本發明的核心在于采用帶有相反電荷的高分子作為吸附劑,但是,這種離子吸附劑對多種離子比沒有選擇篩選作用。