[發(fā)明專(zhuān)利]一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910487066.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110237829A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任連兵;仲玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京亙閃生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 江蘇舜點(diǎn)律師事務(wù)所 32319
• 代理人: 杜東輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球及其制備方法和應(yīng)用，包括以下步驟：將超高交聯(lián)苯乙烯樹(shù)脂微球加入到溶劑中，溶脹1h后，加入三氯化鋁溶液，攪拌反應(yīng)，得到吸附了三氯化鋁的聚苯乙烯微球；將得到的吸附了三氯化鋁的聚苯乙烯微球在機(jī)械攪拌下緩慢加入氨水，加入完畢后，調(diào)節(jié)pH，常溫反應(yīng)8h~16h，得到摻雜氫氧化鋁的超高比表面聚苯乙烯微球。本發(fā)明的一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球的制備方法，用超高交聯(lián)聚苯乙烯微球直接吸附三氯化鋁，再將三氯化鋁用堿溶液直接轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁固載于微球中的方法，制備方法簡(jiǎn)單，節(jié)約成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球及其制備方法和應(yīng)用，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰是自然界最輕的堿金屬元素，被譽(yù)為“21世紀(jì)的能源金屬”。鋰金屬和化合物在冶金、制造、玻璃陶瓷、 石油化工、紡織、合成橡膠、潤(rùn)滑材料、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來(lái)，鋰在航空航天、核能、電池能源及鋰鋁合金等領(lǐng)域也越來(lái)越重要，已成為工業(yè)中十分重要的金屬。

鋰資源主要賦存于鹽湖和花崗偉晶巖礦床中，其中鹽湖鋰資源占全球鋰儲(chǔ)量基礎(chǔ)的87％。隨著市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，礦物鋰資源顯得供不應(yīng)求，且開(kāi)采成本高，從鹽湖鹵水中提取低成本的鋰資源成為不可抗拒的趨勢(shì)。因此，對(duì)液態(tài)鋰的提取具有非常重要的意義。

超高交聯(lián)樹(shù)脂（Hypercrosslinked Resins）是一種吸附樹(shù)脂（AdsorbentResins）,又稱(chēng)為聚合物吸附劑（PolymericAdsorbent），是一大類(lèi)不含離子交換基團(tuán)，具有大且多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高交聯(lián)度的高分子聚合物。作為一種吸附劑（Adsorbent），它具有較大的比表面積，適宜的孔結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)，對(duì)吸附質(zhì)（Adsorbate）具有強(qiáng)烈的選擇性吸附能力，一般不和吸附質(zhì)和介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制備方便，易回收再生，在有機(jī)溶劑中具有好的溶脹性能，力學(xué)強(qiáng)度良好，可以根據(jù)具體的需要進(jìn)行人為設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。目前使用的多數(shù)苯乙烯系吸附樹(shù)脂，主要以二乙烯基苯為交聯(lián)劑。但由于自由基共聚時(shí)苯乙烯與二乙烯基苯的競(jìng)聚率相差較大，先聚合的部分交聯(lián)度高，后聚合的部分交聯(lián)度低，使得樹(shù)脂內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)不均勻，導(dǎo)致樹(shù)脂在使用的過(guò)程中因內(nèi)部應(yīng)力不同發(fā)生破碎，吸附達(dá)到平衡的時(shí)間長(zhǎng)，脫附容易發(fā)生拖尾現(xiàn)象且脫附不完全。目前尚無(wú)化學(xué)結(jié)構(gòu)較為均勻的大孔苯乙烯-二乙烯基苯吸附樹(shù)脂產(chǎn)品。

專(zhuān)利號(hào)為CN103739860B的專(zhuān)利公開(kāi)了一種超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹(shù)脂的合成方法，包括以下步驟：(1)自由基聚合，得聚合球珠；(2)氯甲基化反應(yīng)，得到氯球；(3)后交聯(lián)反應(yīng)，得到超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹(shù)脂。雖然該發(fā)明步驟簡(jiǎn)單，所合成的超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹(shù)脂比表面積較大，結(jié)構(gòu)更加均勻，機(jī)械強(qiáng)度更高，但是并不能解決現(xiàn)有鋰吸附的問(wèn)題，而且這是對(duì)有機(jī)溶劑的吸附。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球及其制備方法和應(yīng)用，解決鋰吸附的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高載量負(fù)載，適合工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種改性鋰吸附超高交聯(lián)樹(shù)脂微球的制備方法，包括以下步驟：

（1）將超高交聯(lián)苯乙烯樹(shù)脂微球加入到溶劑中，溶脹1h后，加入三氯化鋁溶液，攪拌反應(yīng)，得到吸附了三氯化鋁的聚苯乙烯微球；

（2）將步驟（1）得到的吸附了三氯化鋁的聚苯乙烯微球在機(jī)械攪拌下緩慢加入氨水，加入完畢后，調(diào)節(jié)pH，常溫反應(yīng)8h~16h，得到摻雜氫氧化鋁的超高比表面聚苯乙烯微球。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，超高交聯(lián)聚苯乙烯微球直接吸附三氯化鋁，再將三氯化鋁用堿溶液直接轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁固載于微球中，通過(guò)簡(jiǎn)單的制備方法，實(shí)現(xiàn)了鋰吸附。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中的溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷中的一種。