[發明專利]一種復合型錳鋰系離子篩的制備方法

在審

• 申請號: 201910241032.3
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110028104A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 肖湘
• 申請（專利權）人: 長沙師范學院
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02;B01J20/06;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種復合型錳鋰系離子篩的制備方法，步驟1，將醋酸錳和醋酸鋰加入至水中攪拌均勻，得到錳鋰混合液；步驟2，將醋酸鉀和醋酸鈉加入至錳鋰混合液中，超聲反應1?3h，得到摻雜錳鋰混合液；步驟3，將混合酸加入至摻雜錳鋰混合液中并攪拌均勻，然后進行梯度熱處理形成混合膠料沉淀；步驟4，將乙基纖維素加入無水乙醇中形成乙醇液，然后加入至混合膠料中，得到分散混合液；步驟5，將分散混合液放入球磨機內球磨均勻，然后放入紅外烘干機內烘干2?4h，經恒溫燒結3?5h，得到混合粉末；步驟6，將混合粉末加入至醋酸乙醇溶液中進行酸浸處理，得到離子篩。本發明通過鉀離子和鈉離子對鋰離子的替換，有效的提高了物理性能的穩定而不影響鋰離子脫/嵌性能。

技術領域

本發明涉及離子篩領域，具體涉及一種復合型錳鋰系離子篩的制備方法。

背景技術

目前隨著含鋰材料市場價格持續上漲，鋰來源研究也從傳統的鋰礦石提鋰擴張到鹽湖鹵水、海水和地熱水等液態鋰資源上。吸附-離子交換法工藝簡單、回收率高、選擇性好，特別適合從低濃度含鋰水溶液中提取鋰，該方法的關鍵是制備吸附容量大和循環性能良好的吸附劑。鋰離子篩是向無機化合物中導入模板Li⁺，經熱處理生成鋰離子篩前驅體，然后去掉其中的Li⁺得到。鋰離子篩由于尺寸效應和篩分效應，對Li⁺離子具有特定的記憶選擇性，能在多離子共存情況下將Li⁺離子同其它離子分離開來，常用于海水或鹵水等富鋰溶液中Li⁺的選擇性提取。鋰離子篩主要有錳系鋰離子篩、鈦系鋰離子篩和其它系鋰離子篩等。研究較多的錳系鋰離子篩前驅體主要有氧化還原型尖晶石結構的LiMn₂O₄、離子交換型尖晶石結構的Li_1.33Mn_1.67O₄和類尖晶石結構的Li_1.6Mn_1.6O₄。類尖晶石結構的Li_1.6Mn_1.6O₄經過酸洗得到MnO₂·0.5H₂O型鋰離子篩，這種鋰離子篩中只含有4價錳，應用中具有錳溶損率小和循環使用性能好等優點。由于錳系離子篩研究基礎扎實，原料成本低廉，為行業中專業人員普遍看好，具有產業化前景。

鋰離子篩的主要技術指標是吸附容量、吸附容量穩定性、回收再生時的溶解損失率和循環壽命。針對錳系鋰離子篩在酸性脫附時的溶損問題，中國專利CN103991908(2014-08-20)公開了通過陽離子摻雜調控鋰離子篩穩定性的方法，以錳系鋰離子篩為基礎進行摻雜改性降低Mn³⁺的含量，摻雜元素主要有Cr³⁺、Co³⁺、Al³⁺、Ni²⁺、Ti²⁺、Zr⁴⁺等。中國專利CN106076244(2016-11-09)中公開一種納米氧化物包覆的長壽命鋰離子篩吸附劑的制備方法，用納米二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋁包覆錳系鋰離子篩，再用有機聚合物造粒，提高了鋰離子篩的穩定性和使用壽命。

目前的錳鋰系離子篩的穩定性難以滿足高要求的使用，且在酸性脫附時的溶損問題較為頻繁。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種復合型錳鋰系離子篩的制備方法，解決了現有技術錳鋰系離子篩穩定性差，溶損問題較為嚴重的情況，通過鉀離子和鈉離子對鋰離子的替換，有效的提高了鋰錳氧化物物理性能的穩定而不影響鋰離子脫/嵌性能。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：

一種復合型錳鋰系離子篩的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將醋酸錳和醋酸鋰加入至水中攪拌均勻，得到錳鋰混合液；

步驟2，將醋酸鉀和醋酸鈉加入至錳鋰混合液中，超聲反應1-3h，得到摻雜錳鋰混合液；