鹽湖提鋰吸附材料的合成匯總課件

鹽湖提鋰吸附材料的合成指導(dǎo)老師：陳立芳項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：丁浩峰參與組員：涂湃、李鑒之、陳天俊鹽湖提鋰吸附材料的合成指導(dǎo)老師：陳立芳鋰的應(yīng)用價(jià)值和意義鋰的應(yīng)用價(jià)值和意義我國(guó)鋰資源工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀總儲(chǔ)量世界第二，僅次于玻利維亞金屬鋰計(jì)為271萬(wàn)噸鋰礦床四川康定氧化鋰儲(chǔ)量1.03×106t鹽湖鹵水鋰資源青藏高原青海和西藏鹽湖我國(guó)鋰資源工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀總儲(chǔ)量世界第二，僅次于玻利維亞金屬鋰計(jì)沉淀法吸附法萃取法碳酸鹽沉淀法鋁酸鹽沉淀法硼鎂、硼鋁沉淀等方法單一萃取體系協(xié)同萃取體系離子交換樹(shù)脂硅藻土離子篩鹽湖提鋰方法沉淀法吸附法萃取法碳酸鹽沉淀法鋁酸鹽沉淀法硼鎂、硼鋁沉淀等方雙擊添加標(biāo)題文字吸附法離子交換樹(shù)脂離子篩關(guān)鍵：性能優(yōu)良的吸附劑優(yōu)勢(shì)：工藝簡(jiǎn)單回收率高關(guān)鍵：骨架上的活性基團(tuán)優(yōu)勢(shì)：穩(wěn)定性良好再生反復(fù)利用特點(diǎn)：“篩效應(yīng)”吸附法提鋰材料的發(fā)展雙擊添加標(biāo)題文字吸附法離子交換樹(shù)脂離子篩關(guān)鍵：吸附法提鋰材料(1)離子交換機(jī)理：LiMn2O4+H+→HMn2O4+Li+HMn2O4+Li+→LiMn2O4+H+(2)氧化還原機(jī)理：4(Li)[MnⅢMnⅣ]O4+8H+→3(□)[Mn2Ⅳ]O4+4Li++2Mn2++4H2O4(□)[Mn2Ⅳ]O4+nLiOH→4(Lin□1-n)[MnnⅢMn2-nⅣ]O4+nH2O+nO2(3)氧化還原和離子交換復(fù)合機(jī)理:(Lin-y□1-n+y)[Liy□x-yMn2ⅢMn2-x-zⅣ]O4其中1≤n≤1.33，0≤x≤0.33，0≤z≤1，y≤x，n≤1+x離子篩提鋰機(jī)理研究及制備離子篩的制備及篩分效應(yīng)示意圖Li+的脫嵌(a)與嵌入(b)示意圖(1)離子交換機(jī)理：離子篩提鋰機(jī)理研究及制備離子篩的制備及篩尖晶石LiMn2O4微觀結(jié)構(gòu)示意圖尖晶石型鋰錳氧化合物三維孔道示意圖LixMnyOz三元復(fù)合氧化物中四面體位（a）和八面體位（b）Li+吸附中心的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)離子篩的研究成果尖晶石LiMn2O4微觀結(jié)構(gòu)示意圖尖晶石型鋰錳氧化合物三維二氧化錳離子篩合成示意圖二氧化錳離子篩合成示意圖目前離子篩提鋰存在的主要問(wèn)題離子篩的設(shè)計(jì)合成離子篩晶體形貌和尺寸對(duì)吸附性能的影響實(shí)際吸附量與理論吸附量存在的偏差無(wú)機(jī)氧化物分離材料的結(jié)構(gòu)及吸附機(jī)理的認(rèn)識(shí)目前離子篩提鋰存在的主要問(wèn)題離子篩的設(shè)計(jì)合成系統(tǒng)比較溶膠-凝膠法首次嘗試離子篩與載體結(jié)合進(jìn)行一部分前沿領(lǐng)域的探索自主探索，獨(dú)立科研項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)系統(tǒng)比較溶膠-凝膠法首次嘗試離子篩與載體結(jié)合進(jìn)行一部分前沿領(lǐng)進(jìn)行了以樹(shù)脂為載體功能化搭載吸附基團(tuán)，研究了不同負(fù)載量與負(fù)載基團(tuán)的條件下對(duì)不同鎂鋰比溶液的吸附效果，測(cè)定了靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)吸附曲線(xiàn)，進(jìn)行了多次吸附-解吸實(shí)驗(yàn)，取得了大量數(shù)據(jù)。研究了以硅藻土為載體進(jìn)行的負(fù)載實(shí)驗(yàn)，比較了不同載體情況下的吸附效果。采用溶膠-凝膠法制備鋰錳氧化物離子篩進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，課題組制備了一部分樣品，進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)，效果較好。前期準(zhǔn)備工作進(jìn)行了以樹(shù)脂為載體功能化搭載吸附基團(tuán)，研究了不同負(fù)載量與負(fù)載項(xiàng)目思路與計(jì)劃前期：制備并系統(tǒng)性的比對(duì)若干種鋰錳氧化物的吸附效果中期：若干種金屬摻雜+結(jié)合載體的吸附性能研究后期：用離子液體合成納米級(jí)別二氧化鈦新型離子篩并探索其性能項(xiàng)目思路與計(jì)劃前期：制備并系統(tǒng)性的比對(duì)若干種鋰錳氧化物的吸附納米尺度效應(yīng)離子液體制備TiO2利用離子液體可控制備TiO2納米晶體常規(guī)離子液體幾種納米尺度的TiO2產(chǎn)物的TEM圖像以異丙醇鈦為前驅(qū)體、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽為介質(zhì)，通過(guò)微波加熱，在20分鐘內(nèi)即得到了尺寸、形貌可控的銳鈦礦TiO2納米晶體納米尺度效應(yīng)離子液體制備TiO2利用離子液體可控制備TiO2備用圖離子液體分子動(dòng)力學(xué)模型備用圖離子液體分子動(dòng)力學(xué)模型項(xiàng)目進(jìn)度安排和實(shí)施條件2012.4-2012.5項(xiàng)目開(kāi)題答辯前期準(zhǔn)備工作；2012.5-2012.7閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)方案；2012.7-2013.2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備中期審查；2013.2-2013.10中后期探索性工作，準(zhǔn)備撰寫(xiě)論文，項(xiàng)目結(jié)題。項(xiàng)目主要依托漆志文教授課題組的現(xiàn)有設(shè)備展開(kāi)，前驅(qū)體制備條件相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備如下：(1)電加熱臺(tái)，攪拌器；(2)真空泵；(3)烘箱（德國(guó)Binder）；

后期研究需要煅燒使用的馬弗爐，以及位于實(shí)驗(yàn)16樓8樓的離子色譜，考慮到相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性，預(yù)計(jì)需要使用分析檢測(cè)中心的紅外光譜，XRD，掃描電鏡等設(shè)備。項(xiàng)目進(jìn)度安排和實(shí)施條件2012.4-2012.5項(xiàng)目開(kāi)題答預(yù)期成果預(yù)期成果如下：（1）通過(guò)對(duì)溶膠-凝膠法制備鋰錳氧化物的吸附性能研究，系統(tǒng)性的對(duì)比得出若干種鋰錳氧化物的吸附效果；（2）研究出若干種金屬摻雜鋰離子篩的吸附性能；（3）研究出鋰離子篩結(jié)合載體的吸附性能；（4）設(shè)計(jì)制備新型合成鋰吸附材料并研究出其吸附性能；本項(xiàng)目完成后將在國(guó)內(nèi)外有影響的雜志上發(fā)表1篇左右的學(xué)術(shù)論文，或申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)。預(yù)期成果預(yù)期成果如下：小組成員介紹及分工丁浩峰：化工學(xué)院化工101班，領(lǐng)導(dǎo)能力較強(qiáng)，有較多的創(chuàng)新點(diǎn)子，實(shí)踐操作能力強(qiáng)，善于思考總結(jié)，能熟練使用AutoCAD，Solidwords，Origin等軟件。涂湃：化工學(xué)院化工101班，獲華東理工大學(xué)2010-2011年度綜合課程三等獎(jiǎng)，國(guó)家勵(lì)志獎(jiǎng)學(xué)金，社會(huì)工作獎(jiǎng)B等文獻(xiàn)檢索能力強(qiáng)，常用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)熟練掌握。李鑒之：化工學(xué)院化工106班，理論知識(shí)扎實(shí)，化學(xué)有關(guān)科目均85以上，具有極強(qiáng)的動(dòng)手能力，喜歡鉆研新鮮事物，社會(huì)工作強(qiáng)，具有廣泛的交際范圍。陳天?。夯W(xué)院工材101班，2011年巴斯夫化工建模大賽三等獎(jiǎng)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)平均90以上，理解能力強(qiáng)，思想活躍，動(dòng)手能力強(qiáng)。丁浩峰：反應(yīng)設(shè)計(jì)、原料采購(gòu)、樣品分析測(cè)試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)涂湃：反應(yīng)設(shè)計(jì)、反應(yīng)操作及后處理、即時(shí)實(shí)驗(yàn)記