钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0682

无机盐工业 ›› 2021, Vol. 53 ›› Issue (10): 47-51.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0682

钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究

陈旺^1,²,蒋磊¹,潘巧珍¹,杨伟伟¹,朱贤荣¹,陈琳琳^1,²,朱文帅^1,²()

1.江苏特丰新材料科技有限公司,江苏镇江 212013
2.江苏大学化学化工学院

收稿日期:2020-12-15 出版日期:2021-10-10 发布日期:2021-10-11
通讯作者: 朱文帅
作者简介:陈旺（1994— ）,男,在读硕士研究生,研究方向为盐湖锂资源开发。
基金资助:
国家自然科学基金项目(21878133);国家自然科学基金项目(21908082);镇江市重点研发计划(GY2020027)

Research on preparation and adsorption performance of titanium lithium ion sieve

Chen Wang^1,²,Jiang Lei¹,Pan Qiaozhen¹,Yang Weiwei¹,Zhu Xianrong¹,Chen Linlin^1,²,Zhu Wenshuai^1,²()

1. Jiangsu Topfine New Materials Science & Technology Co.,Ltd.,Zhenjiang 212013,China
2. College of Chemistry and Chemical Engineering,Jiangsu University

Received:2020-12-15 Online:2021-10-10 Published:2021-10-11
Contact: Zhu Wenshuai

摘要/Abstract

摘要：

以无定型水合二氧化钛和氢氧化锂分别作为钛源和锂源,通过高温固相法合成钛系锂离子筛（HTO）并进行了扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、接触角测试等表征。研究了HTO在高镁锂比[n（Mg）/n（Li）]盐湖卤水中随时间变化对锂吸附容量的影响。结果表明,HTO在高镁锂比盐湖卤水中26 h吸附容量达到24.8 mg/g。HTO具有优异的选择性,分离系数（α^Li _Mg）达到4 813.0。经过20次吸附循环试验,HTO的锂吸附容量仅下降4.8%,且每次钛的溶损率都在0.08%以下。结果表明,HTO具有较好的循环吸附性能和稳定性。该HTO具有从高镁锂比盐湖卤水提取锂的能力,具有很广阔的市场前景。

关键词: 钛系锂离子筛, 吸附, 盐湖卤水

Abstract:

The titanium lithium ion sieve（HTO） was synthesized via high temperature solid state method by using amorphous hydrated titanium dioxide and lithium hydroxide as the titanium source and lithium source,respectively.And the scanning electron microscopy（SEM）,X-ray diffraction（XRD） and contact angle test were further carried out.The effect of HTO in salt lake brine with high n（Mg）/n（Li） over time on the lithium adsorption capacity was studied.The results showed that the adsorption capacity of HTO in salt lake brine with high n（Mg）/n（Li）reached 24.8 mg/g for 26 h.HTO had excellent selectivity with separation coefficient（α^Li _Mg） of 4 813.0.After 20 adsorption cycle tests,the lithium adsorption capacity of HTO decrea-sed by only 4.8%,and the dissolution rate of titanium was below 0.08% each time.The results showed that HTO had good cyclic adsorption performance and stability.The HTO had the ability to extract lithium from salt lake brine with high n（Mg）/n（Li）,and showed very broad market prospect.

Key words: titanium lithium ion sieve, adsorption, salt lake brine

中图分类号:

TQ131.11

陈旺,蒋磊,潘巧珍,杨伟伟,朱贤荣,陈琳琳,朱文帅. 钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(10): 47-51.

Chen Wang,Jiang Lei,Pan Qiaozhen,Yang Weiwei,Zhu Xianrong,Chen Linlin,Zhu Wenshuai. Research on preparation and adsorption performance of titanium lithium ion sieve[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2021, 53(10): 47-51.

图/表 11

图1

图2

图3

图4

图5

表1

图6

图7

表2

图8

表3

参考文献 20

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类型	k/（h^-1 ）	q_e/（mg·g^-1）	R²
拟一级	0.17	18.5	0.953 8
拟二级	0.01	28.6	0.991 4

金属离子	K_d / （mL·g^-1）	α^Li _M	金属离子	K_d / （mL·g^-1）	α^Li _M
Li⁺	110.7	1	Mg²⁺	0.023	4 813.0
Na⁺	0.95	116.5	Ca²⁺	30	3.69
K⁺	0.51	217.1

吸附剂	初始Li⁺质量浓度/（mg·L^-1）	吸附容量/ （mg·g^-1）	洗脱液	溶损率/ %
D751树脂^[10]	0.01	22.1	1 mol/L HCl	—
铝基吸附剂^[19]	5 000	5	H₂O	—
SMO^[20]	500	43.1	0.5 mol/L HCl	<5
HTO	300	24.8	约0.032 mol/L HCl	0.08

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