鈦、鋯復(fù)合氧化物的合成及對(duì)Li+的吸附交換性能研究.pdf

1、采用模板法制備結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)良的鈦鋯復(fù)合物，用來(lái)從鹵水中提取鋰離子。首先以甲基丙烯酸甲酯（MMA）為單體，采用乳液聚合技術(shù)，通過控制5個(gè)影響因素（乳化劑用量、引發(fā)劑用量、反應(yīng)時(shí)間、溫度、轉(zhuǎn)速）制取粒徑大約在100納米的聚甲基炳烯酸甲酯（PMMA）微球，之后采用高速離心分離法從乳液中分離并得到排列緊致的聚甲基丙烯酸甲酯微球，干燥、研磨后作為模板。前驅(qū)液的制備方法是以乙酸鋰、硝酸氧鋯水合物和鈦酸四丁酯為金屬源，以檸檬酸為螯合劑，F(xiàn)-127為軟

2、模板，無(wú)水乙醇作為溶劑進(jìn)行溶解后對(duì)硬質(zhì)模板PMMA進(jìn)行填充，再經(jīng)減壓抽濾，恒溫干燥，程序式焙燒得到具有良好結(jié)構(gòu)的鈦鋯復(fù)合型吸附材料前驅(qū)體Li4Ti5-xZrxO12。對(duì)焙燒的溫度進(jìn)行了探索，經(jīng)驗(yàn)證后確定其焙燒溫度為850℃，升溫速率為2℃/min，比對(duì)產(chǎn)品的熱重圖確定其焙燒程序?yàn)?℃/min從室溫升溫到300℃，保持1h，再以2℃/min升溫到800℃保持2h。對(duì)鈦鋯復(fù)合型材料中的未知分子式進(jìn)行探索，確定其未知數(shù)x為0.06，則分子式為

3、Li4Ti4.94 Zr0.06O12。對(duì)合成的產(chǎn)物進(jìn)行X射線衍射、電鏡掃描、飽和交換容量、PH滴定等結(jié)構(gòu)、離子吸附交換性能的物理化學(xué)性質(zhì)表征。在進(jìn)行脫氫時(shí)的最佳酸濃度為0.2mol/L，氫離子脫出率最高。進(jìn)行Li+的吸附時(shí)，最佳Li+的濃度為0.05mol/L，這時(shí)的飽和交換容量最大為50.61mg Li+/g吸附劑。
　　測(cè)定了15℃、30℃、45℃下鈦鋯復(fù)合離子篩對(duì)鋰離子的吸附交換等溫線圖，再由Frank-Thampson彌

4、散晶格理論得到了離子篩H+-Li+交換體系的平均活度系數(shù)，得到該體系的Killand圖并由活度系數(shù)計(jì)算出一系列的熱力學(xué)常數(shù)，如熱力學(xué)平衡常數(shù)K<'Li><,aH>、Gibbs自由能ΔG0、標(biāo)準(zhǔn)焓變?chǔ)0、標(biāo)準(zhǔn)熵變?chǔ)0等熱力學(xué)函數(shù)。由實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看離子篩（LiTiZr-H）對(duì)Li+的吸附交換選擇性能大于對(duì)溶液中存在的H+的交換性能，由其焓變的數(shù)值來(lái)看，鈦鋯復(fù)合離子篩的吸附交換反應(yīng)體系是一個(gè)放熱的過程。
　　通過對(duì)室溫下離子篩LiT

5、iZr-H對(duì)不同Li+濃度（0.01、0.03、0.05mol/L）吸附交換反應(yīng)中交換量與時(shí)間的關(guān)系來(lái)確定該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)曲線，根據(jù)能斯特-普朗克（Nernst-Plank）動(dòng)力學(xué)理論來(lái)描述其反應(yīng)控制過程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，線性推動(dòng)力公式的液膜擴(kuò)散控制、層進(jìn)機(jī)理的已反應(yīng)層內(nèi)擴(kuò)散控制、層進(jìn)機(jī)理的液膜內(nèi)擴(kuò)散控制，這三種控制過程得到的動(dòng)力學(xué)曲線不符合其要求的公式，故不是這三種控制過程。顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制的動(dòng)力學(xué)曲線較好的反映了其線性關(guān)系，且相似度較