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随着人们对锂及其锂化合物的需求量逐年增加,且及锂矿石资源的逐渐减少,从盐湖卤水和海水等锂浓度较低的液态锂资源中提取锂逐渐表现出较大的经济效益和发展前景。本文通过合成出对锂离子有特殊选择性的锂离子筛吸附材料,以达到从锂浓度较低的盐湖卤水和海水中提取锂的目的。首先以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,通过乳液聚合的方法,制备出单分散效果较好的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球。在乳液聚合的过程中,通过控制单体用量、乳化剂、引发剂、反应温度等影响因素,合成出不同粒径的PMMA纳米微球,分析各因素对微球粒径和粒度分布的影响。用离心沉淀的方法将合成的纳米微球离心组装,得到粒径为70nm,排列规整的PMMA微球模板。以钛酸丁酯、乙酸锂、硝酸氧锆为原料,柠檬酸为螯合剂,PMMA为模板,通过溶胶凝胶法制备出多孔、掺杂型、尖晶石结构的钛系锂离子筛前驱体,其理论组成为Li4Ti4.98Zr0.02O12。用不同浓度的盐酸溶液对制备出的离子筛前驱体进行酸改型,得出不同酸浓度下,离子筛前驱体中Li+的浸出率和Ti4+的溶损率,确定最佳酸改型的盐酸浓度为0.100mol/L。此时离子筛前驱体中74.3%(wt)的Li+浸出,Ti4+溶损率小于0.05%(wt),酸改型后得到的离子筛仍为尖晶石结构。酸改型后的离子筛对Li+的饱和交换量达到6.43mmol(Li+)/g,对Na+和K+的饱和交换容量为0.56mmol(Na+)/g、0.53mmol(K+)/g。在Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+离子共存的混合溶液中,离子筛对Li+的吸附量为5.97mmol(Li+)/g,其对Li+表现出良好的吸附选择性。在吸附-脱附循环实验中,离子筛吸附Li+的量为饱和交换容量的65.94%-67.96%;脱附时,能将所吸附95%以上的Li+洗脱出来,循环性能较好。pH滴定验证实验结果表明,离子筛对Li+的吸附量大于对其它离子吸附量。通过热力学实验,得出15℃、25℃、35℃时,锂离子筛吸附交换Li+的等温曲线。用Pizter电解质溶液理论计算H+和Li+交换体系的活度系数,进而计算出离子交换体系的热力学平衡常数aH Li、标准吉布斯自由能?0、标准焓变?0、标准熵?0等热力学参数。通过动力学实验,得出离子筛在不同Li+溶液浓度(0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L)环境中,离子筛对Li+的吸附量和时间的关系。用不同的动力学模型对实验数据拟合,得到适宜的离子交换动力学模型,得出离子交换的动力学方程。