[發明專利]一種磁性碳基鋰離子印跡材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910320710.5
• 申請日: 2019-04-20
• 公開（公告）號: CN110078873A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 楊永珍;梁琦;劉偉峰;劉旭光;張二輝;安卓琳;閆光;趙宏
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F292/00;C08J9/26;B01J20/26;C02F1/28;B01J20/30
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

本發明公開了一種磁性碳基鋰離子印跡材料的制備方法，是以磁性碳球作為載體材料，進行表面硅烷化改性和甲基丙烯酸表面功能化處理后，接枝上2?羥甲基?12?冠醚?4的鋰絡合物，再以二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑進行交聯聚合，酸洗除去鋰離子后制備得到。本發明制備的磁性碳基鋰離子印跡材料可以作為吸附劑用于吸附水中鋰離子，不僅具有良好的鋰離子吸附性能，且易于從水中分離回收。

技術領域

本發明屬于表面離子印跡材料制備技術領域，具體涉及一種碳基鋰離子印跡材料的制備方法。

背景技術

鋰是密度最小的金屬，銀白色，質軟，具有許多不同于其他金屬元素的化學和物理性質，例如極高的電化學活性、比熱容、氧化還原電位等，被譽為“促進世界進步的能源金屬”。近年來，隨著核電、航空航天、鋰電動汽車等行業的快速發展，全球對鋰產品的需求逐年增加。鋰在自然界主要以固體礦和液體礦兩種形式存在。已探明的全球鋰資源大約為3950萬噸，其中我國探明儲量540萬噸。據統計，我國鹽湖鹵水鋰資源儲量約占鋰資源總量的61.8%。因此，鹽湖鹵水已成為目前獲取鋰資源的主要途徑。

常規的鹽湖鹵水提鋰方法主要包括：鍛燒浸取法提鋰、吸附法提鋰、沉淀法提鋰、溶劑萃取法提鋰、碳化法提鋰等。其中，吸附法由于具有良好的選擇性、吸附率高、提取過程簡單等優點，將是從低濃度海水和鹽湖鹵水中提取鋰的最主要方法。

離子印跡技術由于具有高度選擇識別性而受到廣泛關注。表面離子印跡技術是在材料表面將模板離子與特定功能單體以靜電引力、配位螯合、非共價鍵等作用結合，在交聯劑的交聯聚合作用下得到離子印跡聚合物，再以物理或化學方法去除模板離子形成具有特異識別作用的空穴。采用表面離子印跡技術制備的吸附劑不僅具有傳統離子印跡材料吸附容量大、選擇性高和重復利用性好的特點，而且由于其印跡位點位于表面，解決了傳統離子印跡材料印跡位點容易被包埋的問題，并且傳質速度快。

Cui等(Synthesis of cauliflower-like ion imprinted polymers forselective adsorption and separation of lithium ion[J]. New Journal of Chemistry, 2018, 42: 14502-14509.)以苯并-12-冠醚-4為功能單體，采用本體聚合的方法合成鋰離子印跡聚合物，該方法容易造成吸附位點被包埋，影響傳質速率。

Huang等(An efficient lithium ion imprinted adsorbent using multi-wallcarbon nanotubes as support to recover lithium from water[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 205: 201-209.)以多壁碳納米管為碳基質，2-苯并-14-冠醚-4為功能單體，在多壁碳納米管表面接枝聚合形成鋰離子印跡聚合物，用于吸附水中的鋰離子。但吸附鋰離子后的印跡材料不容易從水中分離回收。

發明內容

本發明的目的是提供一種磁性碳基鋰離子印跡材料的制備方法，以本發明方法制備的鋰離子印跡材料傳質快、吸附性能良好，且易于分離回收。

本發明所述磁性碳基鋰離子印跡材料的制備方法是以磁性碳球作為載體材料，對其進行表面硅烷化改性后，以甲基丙烯酸進行表面功能化處理得到表面功能化磁性碳球，在所述表面功能化磁性碳球表面接枝2-羥甲基-12-冠醚-4的鋰絡合物，再以二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑進行交聯聚合得到磁性鋰離子聚合物，對所述磁性鋰離子聚合物進行酸洗處理除去鋰離子后，制備得到所述磁性碳基鋰離子印跡材料。

其中，所述的磁性碳球是一種擁有四氧化三鐵磁性內核的、具有磁性的碳材料。文獻報道有多種磁性碳球的制備方法。這些方法制備的磁性碳球均適合于本發明，可以作為本發明的載體材料使用。