一种PLGlu-SS-锂离子筛复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种PLGlu

【技术实现步骤摘要】
一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于盐湖提锂功能材料领域，具体涉及一种PLGA
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂被誉为新世纪的能源金属、工业味精，金属锂具有较高的反应活性，所以锂在自然界中不以金属单质的形式存在，碳酸锂为重要的锂元素化合物，其他锂产品基本上都是碳酸锂的下游产品。
[0003]由于国外锂盐湖资源镁锂比低，且盐湖滩晒条件优越，因此多以盐田浓缩沉淀法为主，技术路线由3个阶段组成：盐田蒸发、锂与其他离子分离、纯化沉淀。国外传统盐湖提锂技术主要有Atacama法、 FMC法、Olaroz法。针对盐湖卤水成分复杂、锂相对含量偏低的特点，需要有选择性提取锂和浓缩结晶锂盐的方法。现有选择性提取锂和浓缩结晶锂盐的方法主要有电化学分离法，膜分离技术、沉淀法，溶剂萃取法和离子筛吸附法。
[0004]锂离子筛具有很高的锂离子吸附能力、较好的锂离子选择性和良好的循环性能，锂离子筛能够有效地从含有不同离子的水溶液中分离并提取锂离子出来，但是锂离子筛的缺点是在洗脱和吸附过程中反应速率慢，选择性不高，提高锂离子筛的提取效率是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种 PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料,该复合材料具有足够的强度支撑，结构稳定，具有较好的循环性能；其多孔结构和孔径可调节变化特性提供了较大的吸附容量、吸附选择性，提高了吸附效率。
[0006]本专利技术的第二个目的是为了提供一种上述PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料的制备方法。
[0007]本专利技术的第三个目的是为了提供一种上述PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料的应用。
[0008]实现本专利技术的目的之一可以通过如下技术方案来实现：
[0009]一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料，包括H3LiMnTi4O
12
锂离子筛和复合H3LiMnTi4O
12
锂离子筛的γ
‑
聚谷氨酸,所述γ
‑
聚谷氨酸的末端氨基上连接有含二硫键基团，所述γ
‑
聚谷氨酸的端羧基与所述 H3LiMnTi4O
12
锂离子筛上的Ti和Mn键连。
[0010]进一步的，所述含二硫键基团为
‑
CO
‑
R1‑
S
‑
S
‑
R2‑
COOH结构的基团，其中，R1、R2均为碳原子数为9
‑
16的直链烷基。
[0011]进一步的，所述H3LiMnTi4O
12
锂离子筛的前驱体为Li4MnTi4O
12
，所述Li4MnTi4O
12
经酸处理后得到所述H3LiMnTi4O
12
锂离子筛。
[0012]进一步的，所述γ
‑
聚谷氨酸的摩尔分子量为1500
‑
5500g/mol。
[0013]实现本专利技术的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：
[0014]一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0015]S1、锂离子筛制备：将Mn
2+
和Ti
4+
水溶液混合，搅拌下用氨水调节pH值为10
‑
11，之后加入双氧水将Mn
2+
氧化为Mn
4+
，离心、洗涤得到固体物质，固体物质中加入LiOH溶液，在水热结晶得到Li
‑
Mn
‑
Ti 复合氧化物，降温至90
‑
100℃；
[0016]S2、PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料制备：
[0017]将PLGlu
‑
SS加入到所述Li
‑
Mn
‑
Ti复合氧化物中继续反应，反应结束加入过量盐酸，继续搅拌反应12
‑
24h后抽滤得到所述PLGA
‑
SS
‑ꢀ
锂离子筛复合材料。
[0018]进一步的，所述PLGlu
‑
SS的制备包括如下步骤：
[0019]S21：将巯基烷基酸在盐酸的二甲亚砜溶液中搅拌反应得到含二硫键化合物；
[0020]S22、将含二硫键化合物加入DMF中，继续加入HATU和DIEA，再加入γ
‑
聚谷氨酸卞酯搅拌反应至反应结束，用甲醇进行重结晶，得到结晶产物；
[0021]S23、将所述结晶产物溶解于二氧六环和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钠，在室温下进行搅拌1
‑
3h，所得沉淀溶解在水中并通过超滤膜进行超滤处理，得到所述PLGlu
‑
SS。
[0022]进一步的，步骤S21中反应时间为12
‑
24h；
[0023]步骤S22中含二硫键化合物、HATU、DIEA的物质的量之比为 1:2
‑
2.5:2
‑
3；加入γ
‑
聚谷氨酸卞酯与含二硫键化合物的物质的量之比为1：1
‑
2；反应温度为0
‑
25℃；反应时间为12
‑
36h；
[0024]步骤S23中二氧六环和甲醇的体积比为5
‑
2：1；加入氢氧化钠后氢氧化钠的物质的量浓度为2
‑
5mol/L；超滤膜截留的分子量为小于10000道尔顿。
[0025]进一步的，Mn
2+
为硫酸锰、草酸锰、乙酸锰中的一种或两种以上的组合物；Ti
4+
为四氯化钛、硫酸钛中的一种。
[0026]进一步的，Mn
2+
和Ti
4+
物质的量之比为1：4
‑
4.5；LiOH的加入量为Ti
4+
物质的量的1
‑
1.2倍；水热结晶的温度为750
‑
850℃。
[0027]实现本专利技术的目的之三可以通过采取如下技术方案达到：
[0028]一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料在盐湖提锂中应用。
[0029]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0030]1、本专利技术的PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料，其特征在于，包括H3LiMnTi4O
12
锂离子筛和复合H3LiMnTi4O
12
锂离子筛的γ
‑
聚谷氨酸,所述γ
‑
聚谷氨酸的末端氨基上连接有含二硫键基团，所述γ
‑
聚谷氨酸的端羧基与所述H3LiMnTi4O
12
锂离子筛上的Ti和Mn键连。2.根据权利要求1所述的一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料，其特征在于，所述含二硫键基团为
‑
CO
‑
R1‑
S
‑
S
‑
R2‑
COOH结构的基团，其中，R1、R2均为碳原子数为9
‑
16的直链烷基。3.根据权利要求1所述的一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料，其特征在于，所述H3LiMnTi4O
12
锂离子筛的前驱体为Li4MnTi4O
12
，所述Li4MnTi4O
12
经酸处理后得到所述H3LiMnTi4O
12
锂离子筛。4.根据权利要求1所述的一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料，其特征在于，所述γ
‑
聚谷氨酸的摩尔分子量为1500
‑
5500g/mol。5.一种PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：S1、锂离子筛制备：将Mn
2+
和Ti
4+
水溶液混合，搅拌下用氨水调节pH值为10
‑
11，之后加入双氧水将Mn
2+
氧化为Mn
4+
，离心、洗涤得到固体物质，固体物质中加入LiOH溶液，经水热结晶得到Li
‑
Mn
‑
Ti复合氧化物，降温至90
‑
100℃；S2、PLGlu
‑
SS
‑
锂离子筛复合材料制备：将PLGlu
‑
SS加入到所述Li
‑
Mn
‑
Ti复合氧化物中继续反应，反应结束加入过量盐酸，继续搅拌反应12
‑
24h后抽滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱霞，余海军，谢英豪，张学梅，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：