论文部分内容阅读
Mn02离子筛具有L1+选择性高、吸附容量大和循环稳定性好等优点,是具有应用前景的锂吸附材料。但所合成的锂离子筛为超细粉体,直接工业应用困难。因此锂离子筛粉体成型成为制约其工业化进程的关键问题。本文针对上述问题,采用了不同成型方法对锂离子筛粉体进行成型,研究成型工艺对锂离子筛吸附性能的影响。分别采用琼脂糖粘结成型和酰胺类聚合成型两种方法,制备出两种成型锂离子筛；运用IR、SEM、BET手段对成型锂离子筛进行结构等进行表征；通过吸附动力学、吸附热力学、选择性等对成型锂离子筛的吸附性能进行评价；另外,研究了聚合成型锂离子筛的循环稳定性和吸附动力学过程。以琼脂糖为成型剂,通过锐孔凝固浴法制备出成型吸附剂,进一步对其进行交联改性,最终制备出直径为2.0-3.5mm的球形琼脂糖-锂离子筛,其平衡吸附容量为4.25mmol-g-1,但在性能评价过程中发现琼脂糖在酸性溶液中会发生水解反应,成型锂离子筛机械强度显著下降。对课题组前期合成的聚酰胺类-锂离子筛进行改性降低了其在不同介质中的溶胀性,研究结果表明包埋量增加和交联度上升有助于成型吸附剂溶胀性能的改进。吸附性能评价结果表明,聚酰胺类-锂离子筛平衡吸附容量为3.15mmol·g-1,准一级动力学模型很好地描述了吸附过程,吸附速率常数较粉体下降一个数量级,吸附速率受成型吸附剂尺寸影响较大；成型吸附剂具有良好的吸附选择性,能够用于低浓度含锂溶液提锂。聚酰胺类-锂离子筛固定床循环稳定性研究表明,吸附容量在30个周期内保持在0.5mmol·g-1。通过模拟计算得出液膜扩散系数为5.2×10-5m·s-1,内扩散系数为4×10-10m2·s-1,表明吸附速率控制步骤为颗粒内扩散。