选择性吸分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种离子吸附材料，所述离子吸附材料含有铵型EAB分子筛。本发明专利技术还提供了所述离子吸附材料中所述铵型EAB分子筛的制备方法。所述离子吸附材料在碱金属离子混合体系中能特异性地吸附其他离子，对锂离子几乎不吸附，具有较高的选择性。相比于其他类型吸附剂材料，如离子筛，分子筛具有较高的稳定性，洗脱过程不容易发生溶损，使用寿命长；分子筛的离子交换发生非常迅速，能缩短操作时间，提高交换效率。

Selective molecular sieves and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
选择性吸分子筛及其制备方法
本申请涉及一种选择性吸附分子筛及其制备方法，属于化工领域。
技术介绍
近年来，随着科技的进步和锂离子电池技术的迅猛发展，锂离子电池在汽车行业，电子行业和储能行业取得了广泛的应用。锂离子电池具有工作电压高，能量密度高，无记忆效应，对环境友好，使用寿命长的优点，正逐步取代其它类型电池，成为新能源行业发展的重要支柱。锂离子电池的广泛应用带来了锂需求量的激增。我国有丰富的锂资源，主要分布在含锂矿物，海水，盐湖等自然环境中。最近三十年，人们在盐湖卤水提锂技术上取得了较大突破，大幅降低了锂资源开发的成本，使卤水提锂取代锂矿物成为锂的主要来源。卤水中含有大量碱金属碱土金属离子，如Na+，K+，Mg2+等，锂离子和其他碱金属离子之间具有相似的物理性质和化学性质，使得两者很难实现分离。目前，卤水提锂主要通过沉淀法，萃取法和离子交换吸附法来实现。沉淀法已普遍实现工业化，这种方法技术较为成熟，成本较低，但是过程操作流程较为复杂，且需要使用大量碱，对环境不友好。萃取法过程中需要使用大量有机溶剂，成本较高且对环境污染严重。吸附法是利用吸附剂对不同金属离子的选择性离子交换来实现离子分离。吸附剂包括离子筛和分子筛材料。离子筛吸附法具有工艺简单，回收率高，选择性好等优点，但是吸附剂制备的造粒过程容易造成吸附容量，吸附速率降低，并且在多次洗脱操作中，吸附剂的溶损率较大。分子筛作为吸附剂具有较好的稳定性，洗脱过程不容易发生溶损，并且分子筛的离子交换发生非常迅速，能缩短操作时间，提高交换效率。
技术实现思路
根据本申请的一个方面提供一种离子吸附材料，所述离子吸附材料含有铵型EAB分子筛。优选地，所述离子吸附材料对碱金属离子中Na+、K+、Ru+、Cs+的吸附容量大于所述离子吸附材料对碱金属离子中Li+的吸附容量。优选地，所述离子吸附材料对碱金属离子中Na+、K+、Ru+、Cs+的吸附容量与所述离子吸附材料对碱金属离子中Li+的吸附容量的比值满足下列至少一种关系：所述离子吸附材料对碱金属离子对Na离子的吸附容量QNa与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QNa/QLi≥4；所述离子吸附材料对K离子的吸附容量QK与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QK/QLi≥6；所述离子吸附材料对Ru离子的吸附容量QRu与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QRu/QLi≥10；所述离子吸附材料对Cs离子的吸附容量QCs与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QCs/QLi≥10。优选地，所述离子吸附材料对碱金属离子对Na离子的吸附容量QNa与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QNa/QLi＝4.0～700。进一步优选地，所述离子吸附材料对碱金属离子对Na离子的吸附容量QNa与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QNa/QLi上限选自700、654、650、600，下限选自4.0、5.0、9.6、10.5、10.9、15、20。优选地，所述离子吸附材料对K离子的吸附容量QK与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QK/QLi＝6.0～2000。进一步优选地，所述离子吸附材料对K离子的吸附容量QK与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QK/QLi上限选自2000、1576、1500、1000、900、856、800，下限选自6.0、6.6、7.0、8.0、9.0、9.8、10.0。优选地，所述离子吸附材料对Ru离子的吸附容量QRu与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QRu/QLi＝10～15。进一步优选地，所述离子吸附材料对Ru离子的吸附容量QRu与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QRu/QLi＝11.0～12.0。更进一步优选地，所述离子吸附材料对Ru离子的吸附容量QRu与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QRu/QLi＝11.1～11.8。优选地，所述离子吸附材料对Cs离子的吸附容量QCs与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QCs/QLi＝10.0～3000。进一步优选地，所述离子吸附材料对Cs离子的吸附容量QCs与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QCs/QLi上限选自3000、2500、2130、2100、2000、1500、1253、1200、1000、900、800，下限选自10.0、11.0、11.3、12.0、15.0、20.0。根据本专利技术的另一个方面，提供所述离子吸附材料中所述铵型EAB分子筛的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)获得钠型EAB分子筛；(b)所述钠型EAB分子筛经与K+交换得到钾型EAB分子筛；(c)所述钾型EAB分子筛经与NH4+交换得到所述铵型EAB分子筛。优选地，步骤(a)中所述钠型EAB分子筛由包括以下步骤的方法制备得到：将含有硅源、铝源、钠源、模板剂和水的凝胶混合物置于100～150℃下晶化2～5天，即得到所述钠型EAB分子筛；所述含有硅源、铝源、钠源、模板剂和水的凝胶混合物中摩尔比为：Al2O3：10～14SiO2：1～4Na2O：5～8模板剂：800～1200H2O。优选地，所述含有硅源、铝源、钠源、模板剂和水的凝胶混合物中摩尔比为：Al2O3：11～14SiO2：2.5～4Na2O：6.5～8模板剂：800～1100H2O。优选地，所述硅源选自硅溶胶、白炭黑、原硅酸中至少的一种。优选地，所述铝源选自偏铝酸钠、三氧化二铝、拟薄水铝石中的至少一种。优选地，所述钠源选自氢氧化钠、氧化钠中的至少一种。优选地，所述模板剂选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的至少一种。优选地，所述晶化为转动晶化。优选地，步骤(b)中所述钠型EAB分子筛为含有模板剂的钠型EAB分子筛原粉；步骤(c)为所述钾型EAB分子筛先经焙烧去除模板剂后，再与NH4+交换得到所述铵型EAB分子筛。优选地，所述(c)中所述NH4+交换所采用的铵盐溶液中含有氨水；所采用的铵盐溶液pH值为8～9。作为一种具体的实施方式，所述所述离子吸附材料中所述铵型EAB分子筛的制备方法包括以下步骤：(1)按配方Al2O3:10～14SiO2:2～4Na2O:5～8ROH:800～1200H2O分别将硅源、铝源、氢氧化钠和模板剂四甲基氢氧化铵和水混合在一起制成凝胶混合物；(2)将上述步骤(1)中混合物装入反应釜中，在100～150℃转动烘箱中晶化2～5天，得到结晶度较高，颗粒比较均匀的EAB分子筛；(3)将步骤(2)中合成的EAB分子筛经过多次KCl溶液水浴交换，得到K型EAB分子筛，将此分子筛在400～500℃下焙烧4～8h，去除模板剂，然后再在用氨水调成弱碱性的NH4Cl溶液中交换多次，得到铵型EAB分子筛吸附剂。根据本专利技术的另一个方面提供所述离子吸附材料在分离Li+与Na+、K+、Ru+、Cs+中至少一种离子中的应用。本申请中，所述“吸附容量”是指室温下每克离子吸附材料与含有离子的溶液进行交换所吸附的离子摩尔数；交换条件：固液比(g/g)为100，含有离子的溶液中离子浓度为5mmol～10mmol之间的某一值。本申请能产生的有益效果包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子吸附材料，其特征在于，含有铵型EAB分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种离子吸附材料，其特征在于，含有铵型EAB分子筛。2.根据权利要求1所述的离子吸附材料，其特征在于，所述离子吸附材料对碱金属离子中Na+、K+、Ru+、Cs+的吸附容量大于所述离子吸附材料对碱金属离子中Li+的吸附容量。3.根据权利要求1所述的离子吸附材料，其特征在于，所述离子吸附材料对碱金属离子中Na+、K+、Ru+、Cs+的吸附容量与所述离子吸附材料对碱金属离子中Li+的吸附容量的比值满足下列至少一种关系：所述离子吸附材料对碱金属离子对Na离子的吸附容量QNa与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QNa/QLi≥4；所述离子吸附材料对K离子的吸附容量QK与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QK/QLi≥6；所述离子吸附材料对Ru离子的吸附容量QRu与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QRu/QLi≥10；所述离子吸附材料对Cs离子的吸附容量QCs与所述离子吸附材料对Li离子的吸附容量QLi的比例QCs/QLi≥10。4.权利要求1至3中任意一项所述离子吸附材料中所述铵型EAB分子筛的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)获得钠型EAB分子筛；(b)所述钠型EAB分子筛经与K+交换得到钾型EAB分子筛；(c)所述钾型EAB分子筛经与NH4+交换得到所述铵型EAB分子筛。5.根据权利要求4所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：童演斯，袁丹华，徐云鹏，刘中民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21