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：陳立芳項目負責(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)用價值和意義鋰的應(yīng)用價值和意義我國鋰資源工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀總儲量世界第二，僅次于玻利維亞金屬鋰計為271萬噸鋰礦床四川康定氧化鋰儲量1.03×106t鹽湖鹵水鋰資源青藏高原青海和西藏鹽湖我國鋰資源工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀總儲量世界第二，僅次于玻利維亞金屬鋰計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脂離子篩關(guān)鍵：性能優(yōu)良的吸附劑優(yōu)勢：工藝簡單回收率高關(guān)鍵：骨架上的活性基團優(yōu)勢：穩(wěn)定性良好再生反復(fù)利用特點：“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脂離子篩關(guān)鍵：吸附法提鋰材料(1)離子交換機理：LiMn2O4+H+→HMn2O4+Li+HMn2O4+Li+→LiMn2O4+H+(2)氧化還原機理：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)離子交換機理：離子篩提鋰機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題離子篩的設(shè)計合成離子篩晶體形貌和尺寸對吸附性能的影響實際吸附量與理論吸附量存在的偏差無機氧化物分離材料的結(jié)構(gòu)及吸附機理的認識目前離子篩提鋰存在的主要問題離子篩的設(shè)計合成系統(tǒng)比較溶膠-凝膠法首次嘗試離子篩與載體結(jié)合進行一部分前沿領(lǐng)域的探索自主探索，獨立科研項目創(chuàng)新點系統(tǒng)比較溶膠-凝膠法首次嘗試離子篩與載體結(jié)合進行一部分前沿領(lǐng)進行了以樹脂為載體功能化搭載吸附基團，研究了不同負載量與負載基團的條件下對不同鎂鋰比溶液的吸附效果，測定了靜態(tài)以及動態(tài)吸附曲線，進行了多次吸附-解吸實驗，取得了大量數(shù)據(jù)。研究了以硅藻土為載體進行的負載實驗，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行吸附實驗，課題組制備了一部分樣品，進行了初步實驗，效果較好。前期準(zhǔn)備工作進行了以樹脂為載體功能化搭載吸附基團，研究了不同負載量與負載項目思路與計劃前期：制備并系統(tǒng)性的比對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別二氧化鈦新型離子篩并探索其性能項目思路與計劃前期：制備并系統(tǒng)性的比對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力學(xué)模型備用圖離子液體分子動力學(xué)模型項目進度安排和實施條件2012.4-2012.5項目開題答辯前期準(zhǔn)備工作；2012.5-2012.7閱讀相關(guān)文獻，確定實驗方案；2012.7-2013.2進行實驗，準(zhǔn)備中期審查；2013.2-2013.10中后期探索性工作，準(zhǔn)備撰寫論文，項目結(jié)題。項目主要依托漆志文教授課題組的現(xiàn)有設(shè)備展開，前驅(qū)體制備條件相對簡單，設(shè)備如下：(1)電加熱臺，攪拌器；(2)真空泵；(3)烘箱（德國Binder）；

后期研究需要煅燒使用的馬弗爐，以及位于實驗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)計需要使用分析檢測中心的紅外光譜，XRD，掃描電鏡等設(shè)備。項目進度安排和實施條件2012.4-2012.5項目開題答預(yù)期成果預(yù)期成果如下：（1）通過對溶膠-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)計制備新型合成鋰吸附材料并研究出其吸附性能；本項目完成后將在國內(nèi)外有影響的雜志上發(fā)表1篇左右的學(xué)術(shù)論文，或申請中國發(fā)明專利1項。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，有較多的創(chuàng)新點子，實踐操作能力強，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，國家勵志獎學(xué)金，社會工作獎B等文獻檢索能力強，常用數(shù)據(jù)庫查詢熟練掌握。李鑒之：化工學(xué)院化工106班，理論知識扎實，化學(xué)有關(guān)科目均85以上，具有極強的動手能力，喜歡鉆研新鮮事物，社會工作強，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，實驗成績平均90以上，理解能力強，思想活躍，動手能力強。丁浩峰：反應(yīng)設(shè)計、原料采購、樣品分析測試、實驗報告書寫涂湃：反應(yīng)設(shè)計、反應(yīng)操作及后處理、即時實驗記