尖晶石型鋰離子篩制備方法及Li+-H+交換性能研究.pdf

1、離子交換法被認(rèn)為是從鹽湖鹵水、海水中富集Li+的最有開發(fā)潛力的方法之一，而尖晶石型LiMn2O4及其摻雜取代化合物已被普遍認(rèn)為是較理想的鋰離子篩前驅(qū)體材料而被多國科研人員研究了多年。
　　本文第一章為引言，包括課題背景的介紹、文獻(xiàn)綜述和對全文內(nèi)容的簡介。
　　第二章為帶孔微球形貌LiMn2O4的制備及離子交換性能研究。配置500mL0.03000mol/L的MnSO4溶液，并加入100mL無水乙醇，然后在磁力攪拌下緩緩滴入0

2、.3000mol/L的NH4HCO3水溶液500mL，陳化2–3h后棄去上清液，過濾，濾餅烘干后得MnCO3微球，將所得MnCO3微球在350℃下焙燒4h，冷卻至室溫后用0.1mol/L鹽酸浸泡至無氣泡產(chǎn)生，過濾，洗滌干燥后得MnO2帶孔微球，最后經(jīng)LiOH溶液浸漬、蒸發(fā)除水后在700℃下熱結(jié)晶10h制得帶孔微球LiMn2O4。對LiMn2O4進(jìn)行(NH4)2S2O8溶液脫鋰測試，測試結(jié)果表明選擇90℃既有利于提高Li+脫除率又能顯著降

3、低Mn溶損。對LiMn2O4進(jìn)行(NH4)2S2O8溶液脫除Li+后得鋰離子篩材料H-Mn-O，SEM和XRD測試結(jié)果表明脫鋰前后樣品的晶相和形貌基本維持。考察了浸泡時間、溶液堿度、溫度對H-Mn-O吸附Li+的影響，測試結(jié)果表明H-Mn-O在pH=10下經(jīng)12 h浸泡后其對Li+的吸附量可達(dá)3.04 mmol/g。吸附選擇性測試結(jié)果表明其對Li+有很高的吸附選擇性。
　　第三章為棒狀形貌的LiMn2O4的制備及Li+脫嵌性能研究

4、。先以MnSO4·H2O為錳源、NaClO3為氧化劑并添加PVP，采用水熱法制得β-MnO2微納管，再用0.65mol/L的LiOH溶液浸漬后，80℃蒸發(fā)除水，然后以2℃/min的升溫速率升至700℃并恒溫10h制得棒狀結(jié)構(gòu)LiMn2O4，經(jīng)(NH4)2S2O8溶液脫鋰制得棒狀H-Mn-O。將H-Mn-O進(jìn)行Li+吸附性能測試，其在pH=10下經(jīng)24h可達(dá)2.31mmol/g的Li+吸附量。選擇性測試表明其具有50.6的Li/Mg分配系

5、數(shù)比。
　　第四章內(nèi)容為制備微納管狀形貌的富鋰型Li1+xMn2O4+y鋰離子篩前驅(qū)體材料。將水熱合成的β-MnO2微納管用LiOH溶液浸漬（控制n(Li):n(Mn)=0.65:1），80℃蒸發(fā)除水后放入馬弗爐中以每分鐘2℃的升溫速率升至650℃，然后恒定溫度5h，即可得前驅(qū)體。SEM掃描圖片顯示，經(jīng)焙燒后所得樣品仍保持微納管結(jié)構(gòu)，但XRD測試表明其晶相中雜質(zhì)峰增多且強(qiáng)度增加。
　　第五章內(nèi)容為采用流變相法制備LiAlMn