[發明專利]一種鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910725553.6
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110508234A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 劉志成;萬文治;張洲輝;王玉龍
• 申請（專利權）人: 湖南雅城新材料有限公司
• 主分類號: B01J20/08
• 分類號: B01J20/08;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 肖云<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種鋁鹽型纖維膜鋰吸附劑及其制備方法與應用，包括以下步驟：S1、制備鋁鹽型鋰離子吸附劑；S2、制備含有鋁鹽型鋰離子吸附劑和聚合物的懸浮液：取聚合物溶于有機溶劑中制備成聚合物溶液，攪拌后，加入鋁鹽型鋰離子吸附劑繼續攪拌，得到含有鋁鹽型鋰離子吸附劑和聚合物的懸浮液；S3、取上述操作制得的懸浮液進行靜電紡絲得到所述鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑。本發明方案通過靜電紡絲技術將具有良好吸附效果的鋁鹽型鋰離子吸附劑負載在納米纖維膜上，可以暴露出更多的活性部位，納米纖維交錯排列，易于鋰液的侵入，能夠充分與吸附劑接觸，滲透性好，有利于柱式操作，但又不限于柱式操作。

技術領域

本發明涉及鋰電技術領域，具體涉及一種鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑及其制備方法與應用。

背景技術

目前，鹽湖提鋰工藝主要采用沉淀法、溶劑萃取法、吸附法、煅燒浸取法、碳化法、泵吸法和電滲析法等。其中，由于方法存在各種固有缺陷(如選擇性差、工藝復雜等)，沉淀法、溶劑萃取法、煅燒浸取法、碳化法、泵吸法和電滲析法等均無法大規模工業化應用。吸附法作為一種工藝簡單、選擇性好、回收率高且綠色環保提鋰方法，與其他方法比有一定優勢，適合大規模工業化生產。

吸附法是吸附劑通過選擇性吸附鋰離子達到和其他離子分離的目的。吸附法制鋰的關鍵是制備性能優異的吸附劑。鋰吸附劑可分有機吸附劑和無機吸附劑兩種。有機吸附劑通常是指有機離子交換樹脂，依據其電荷差異，由于是依靠庫化力將鋰離子吸附在樹脂上，基于這種物理化學性質的局限性，使得其對鋰離子選擇性低、交換速度慢、溶損度大且利用率低，因此，有機吸附劑的應用受到一定的局限。無機吸附劑對鋰選擇性高，作為選擇性提鋰的無機離子交換與吸附劑，主要包括層狀吸附劑、無定型氫氧化物吸附劑、銻酸鹽吸附劑、鋁鹽鋰吸附劑和離子篩型吸附劑等。層狀吸附劑在吸附-脫附過程中結構容易被破壞，導致無法實現工業化生產，無定型氫氧化物溶損過高的問題一直得不到解決；鈦系吸附劑成本高昂。鋁鹽型吸附劑原料廉價易得、鋰離子的選擇性強，是近年來的一個研究熱點，但現有技術中的鋁鹽型吸附劑為粉末狀，導致其流動性和滲透性差，不利于實際生產，因此，造粒和成膜是提鋰技術工業化亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是：提供一種流動性和滲透性好的鋁鹽型纖維膜鋰吸附劑的制備方法。

本發明所要解決的第二個技術問題是：提供一種通過上述方法制得的鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑。

本發明所要解決的第三個技術問題是：提供上述鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑的應用。

為了解決上述第一個技術問題，本發明采用的技術方案為：一種鋁鹽型纖維膜鋰吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、制備鋁鹽型鋰離子吸附劑，所述鋁鹽型鋰離子吸附劑為xLiCl·2Al(OH)₃·nH₂O，其中，x和n的取值分別滿足以下條件：0＜x＜1，0.5≤n≤2；

S2、制備含有鋁鹽型鋰離子吸附劑和聚合物的懸浮液：取聚合物溶于有機溶劑中制備成聚合物溶液，在(40～60)℃下，以(300～1000)r/min的速度攪拌(1～3)h后，加入鋁鹽型鋰離子吸附劑繼續攪拌(3～6)h，得到含有鋁鹽型鋰離子吸附劑和聚合物的懸浮液；

S3、取上述操作制得的懸浮液進行靜電紡絲得到所述鋁鹽型納米纖維膜鋰吸附劑。

進一步地，所述步驟S1中制備鋁鹽型鋰離子吸附劑的操作為：利用鋁鹽與鋰化合物在堿性條件下或利用偏鋁酸鹽與氯化鋰在酸性條件反應制得所述鋁鹽型鋰離子吸附劑。

進一步地，所述驟S1中制備鋁鹽型鋰離子吸附劑的操作具體為：利用氯化鋁和氯化鋰制備所述鋁鹽型鋰離子吸附劑；優選地，將AlCl₃和LiCl混合后加入至加入含有堿性化合物的溶液中進行反應，在反應轉速為(30～600)r/min，(40～70)℃加熱反應(30～70)min后，固液分離，收集固體即得所述鋁鹽型鋰離子吸附劑。