一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：首先将海水进行过滤，在反应池中加热至40‑50℃，加入制得的吸附剂，搅拌反应4‑6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。该方法操作简单，工艺步骤短，锂分离效率高，提取速度快，十分适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法
本专利技术涉及锂提取领域，特别是涉及一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法。
技术介绍
锂是自然界最轻的金属，具有电化学电位高，可以形成离子键和共价键等特性，被广泛应用在医药、润滑剂、制冷剂、陶瓷业、玻璃业、电池工业、炼铝工业核工业、光电行业等新兴领域，具有较高的实用价值。随着科学技术的不断进步，锂及其化合物的应用越来越广泛，人们生活对锂的需求量也逐年递增。锂的丰度较大，在自然界中居第27位，锂仅以化合物的形式存在于自然界中。自然界中的锂资源主要储存在花岗伟晶岩型矿床和盐湖卤水、海水和地热水中，海水中锂资源含量巨大。我国锂资源储量丰富，居世界前列，其中液态矿锂资源占我国总锂资源的79％。从海水中提取锂的方法主要有两大类：溶剂萃取法和吸附-离子交换法。溶剂萃取法比较适合用于锂浓度高的水溶液中，海水中的锂浓度较低，进行溶剂萃取时需要先进行前期浓缩，费时费力，因此并不适用于工业化生产。吸附-离子交换法则是工艺简单、回收率较高，而且选择性较好，适合从低浓度的海水中提取锂。该方法的关键在于选择合适的吸附剂，吸附剂可分为有机型吸附剂和无机型吸附剂。无机型吸附剂是目前使用较为广泛的吸附剂。SBA-15型有序介孔材料，是一类性能优异的有序介孔材料，是二维六方结构，具有可扩展的大孔径以及较厚的孔壁，为催化反应和吸附分离反应提供了良好的载体。SBA-15型有序介孔材料的孔径可在2-30nm范围内调节，因此其在吸附以及分离领域的应用备受关注。还可以通过对SBA-15型有序介孔材料进行改性，使其功能化，以适应不同的吸附要求。利用SBA-15型有序介孔材料对海水中的锂进行吸附分离，具有较好的研究前景。中国专利CN201610007568.5公开一种从含锂卤水中提取锂的方法，本专利技术通过利用具有嵌锂活性基质材料吸附含锂卤水中的锂离子，再依据锂离子电池充电原理，特定电压范围下电解池阴极析出金属锂，以从含锂卤水中提取锂。该专利技术提取方法适用于海水锂卤水中锂的提纯，对于分离困难的高镁锂比含锂卤水，本专利技术锂提取效果明显优于传统工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，该方法操作简单，工艺步骤短，锂分离效率高，提取速度快，十分适合大规模工业化生产。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将硅基介孔材料与催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有冠醚的有机溶剂中，混合均匀后，向其中加入三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在70-80℃条件下，惰性气体保护下，持续反应12-16h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将海水进行过滤，在反应池中加热至40-50℃，加入上一步骤制得的吸附剂，搅拌反应4-6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。优选的，所述硅基介孔材料为SBA-15型硅基介孔材料。优选的，所述催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:(5-9)。优选的，所述硅基介孔材料与催化剂的质量比为1:(4-6)，硅基介孔材料与冠醚的质量比为1.5:1，硅基介孔材料的质量与有机溶剂的体积比为10-15g/L。优选的，所述三乙胺与有机溶剂的体积比为1:(100-150)优选的，所述有机溶剂为DMF、DMSO或THF中的一种。优选的，所述冠醚为4-氨基苯并-12-冠-4、4-氨基苯并-15-冠-5或4-氨基苯并-18-冠-6中的一种或多种混合物。优选的，所述吸附剂质量与海水的体积比为0.4-0.8g/L。本专利技术具有以下有益效果，采用硅基介孔材料作为基底制备吸附剂，硅基介孔材料具有较高的比表面积，孔径丰富，能够与海水充分接触。通过将冠醚接枝到硅基介孔材料上使硅基介孔材料功能化，具有较强的锂选择吸附能力，因此所使用的吸附剂对锂的吸附，选择性强，效率高，可有效地将海水中的锂提取。该提取方法操作简单，可控性强，提取出的锂出度较高，具有良好的工业化生产前景。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将SBA-15型硅基介孔材料15g与60g催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有10g冠醚的1LDMF中，混合均匀后，向其中加入10mL三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在70℃条件下，惰性气体保护下，持续反应12h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将10L海水进行过滤，在反应池中加热至40℃，加入上一步骤制得的吸附剂8g，搅拌反应6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:5，冠醚为4-氨基苯并-12-冠-4。实施例2一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将SBA-15型硅基介孔材料15g与90g催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有10g冠醚的1.5LDMSO中，混合均匀后，向其中加入10mL三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在80℃条件下，惰性气体保护下，持续反应16h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将10L海水进行过滤，在反应池中加热至50℃，加入上一步骤制得的吸附剂4g，搅拌反应4h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:9，冠醚为4-氨基苯并-15-冠-5。实施例3一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将SBA-15型硅基介孔材料15g与60g催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有10g冠醚的1.5LTHF中，混合均匀后，向其中加入15mL三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在70℃条件下，惰性气体保护下，持续反应16h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将10L海水进行过滤，在反应池中加热至40℃，加入上一步骤制得的吸附剂8g，搅拌反应4h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:9，冠醚为4-氨基苯并-15-冠-5。实施例4一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将SBA-15型硅基介孔材料15g与90g催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有10g冠醚的1LDMF、DMSO或THF中，混合均匀后，向其中加入10mL三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在80℃条件下，惰性气体保护下，持续反应12h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将10L海水进行过滤，在反应池中加热至50℃，加入上一步骤制得的吸附剂4g，搅拌反应6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:6，冠醚为4-氨基苯并-18-冠-6。实施例5一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，包括以下步骤：(1)将SBA-15型硅基介孔材料15g与70g催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅基介孔材料与催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有冠醚的有机溶剂中，混合均匀后，向其中加入三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在70‑80℃条件下，惰性气体保护下，持续反应12‑16h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将海水进行过滤，在反应池中加热至40‑50℃，加入上一步骤制得的吸附剂，搅拌反应4‑6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。

【技术特征摘要】
1.一种利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅基介孔材料与催化剂混合均匀，之后研磨粉碎，将其加入到溶解有冠醚的有机溶剂中，混合均匀后，向其中加入三乙胺，超声震荡混合均匀，之后在70-80℃条件下，惰性气体保护下，持续反应12-16h，之后过滤，使用无水乙醇反复洗涤至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附剂；(2)首先将海水进行过滤，在反应池中加热至40-50℃，加入上一步骤制得的吸附剂，搅拌反应4-6h，过滤，将介孔材料收集，解吸附即可。2.根据权利要求1所述的利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，其特征在于：所述硅基介孔材料为SBA-15型硅基介孔材料。3.根据权利要求1所述的利用硅基介孔材料提取海水中锂的方法，其特征在于：所述催化剂为碳酸钠和碘化钠的混合物，质量比为2:(5-9)。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，
申请(专利权)人：东莞市佳乾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44