鈦、鋯復合氧化物的合成及對Li+的吸附交換性能研究.pdf

1、采用模板法制備結構、性能優(yōu)良的鈦鋯復合物，用來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，通過控制5個影響因素（乳化劑用量、引發(fā)劑用量、反應時間、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，無水乙醇作為溶劑進行溶解后對硬質(zhì)模板PMMA進行填充，再經(jīng)減壓抽濾，恒溫干燥，程序式焙燒得到具有良好結構的鈦鋯復合型吸附材料前驅(qū)體Li4Ti5-xZrxO12。對焙燒的溫度進行了探索，經(jīng)驗證后確定其焙燒溫度為850℃，升溫速率為2℃/min，比對產(chǎn)品的熱重圖確定其焙燒程序為2℃/min從室溫升溫到300℃，保持1h，再以2℃/min升溫到800℃保持2h。對鈦鋯復合型材料中的未知分子式進行探索，確定其未知數(shù)x為0.06，則分子式為

3、Li4Ti4.94 Zr0.06O12。對合成的產(chǎn)物進行X射線衍射、電鏡掃描、飽和交換容量、PH滴定等結構、離子吸附交換性能的物理化學性質(zhì)表征。在進行脫氫時的最佳酸濃度為0.2mol/L，氫離子脫出率最高。進行Li+的吸附時，最佳Li+的濃度為0.05mol/L，這時的飽和交換容量最大為50.61mg Li+/g吸附劑。
　　測定了15℃、30℃、45℃下鈦鋯復合離子篩對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)計算出一系列的熱力學常數(shù)，如熱力學平衡常數(shù)K<'Li><,aH>、Gibbs自由能ΔG0、標準焓變ΔH0、標準熵變ΔS0等熱力學函數(shù)。由實驗的結果來看離子篩（LiTiZr-H）對Li+的吸附交換選擇性能大于對溶液中存在的H+的交換性能，由其焓變的數(shù)值來看，鈦鋯復合離子篩的吸附交換反應體系是一個放熱的過程。
　　通過對室溫下離子篩LiT

5、iZr-H對不同Li+濃度（0.01、0.03、0.05mol/L）吸附交換反應中交換量與時間的關系來確定該反應的動力學曲線，根據(jù)能斯特-普朗克（Nernst-Plank）動力學理論來描述其反應控制過程，根據(jù)實驗結果來看，線性推動力公式的液膜擴散控制、層進機理的已反應層內(nèi)擴散控制、層進機理的液膜內(nèi)擴散控制，這三種控制過程得到的動力學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)擴散控制的動力學曲線較好的反映了其線性關系，且相似度較