一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1)合成中孔高硅Y型沸石；步骤2)无定形Al(OH)3粉末的合成；步骤3)将步骤2)的无定形Al(OH)3粉末溶于超纯水中，搅拌至完全分散；然后加入步骤1)合成中孔高硅Y型沸石，在50

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合材料的制备，具体涉及一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法。属于盐湖卤水提取领域。

技术介绍

[0002]盐湖卤水提锂技术主要有沉淀法、萃取法、离子交换吸附法、煅烧浸取法、电渗析法、蒸发结晶法、盐析法等。在众多提锂技术中吸附法不仅适用于高镁锂比盐湖卤水，且操作简单、环境友好、成本低，被公认为是盐湖卤水提锂的最佳方法。
[0003]吸附法提锂是用对锂离子有选择性吸附的吸附剂来吸附锂离子，再用洗脱液将锂离子洗脱下来浓缩富集，达到锂离子与其他杂质离子分离的目的。吸附法提锂的核心是研制性能优异的吸附剂，要求吸附剂对锂离子的选择吸附性强，以及吸附脱附性能稳定，并且制备方法简单，价格经济。其中，吸附法中所使用的锂离子吸附剂主要分为有机吸附剂和无机吸附剂，无机吸附剂主要包括铝系吸附剂，层状离子交换吸附剂，钛系、锑系以及锰系锂离子筛等。
[0004]铝系吸附剂主要包括无定形氢氧化铝和铝盐吸附剂，铝系吸附剂整体制备方便，选择性高，稳定性好，是非常有发展前途的锂离子吸附剂，但目前所研制的材料一般成粉状，渗透性和流动性较差，且交换时溶损率较大，经济成本高，能耗大，很难实现循环利用。层状离子交换吸附剂主要有高价金属的砷酸盐和磷酸盐，但这类吸附剂含有毒元素砷，在提锂过程中会对盐湖和周边环境造成污染，对环境破坏后恢复起来十分困难；层状二氧化锰吸附剂也可用来吸附盐湖卤水中的锂离子，具有很高的吸附选择性，但是其制备方法过于繁琐，不容易控制，比表面积低。钛系锂离子吸附剂是以二氧化钛为钛源，以氢氧化锂或碳酸锂为锂源制备的偏钛酸型锂离子吸附剂，它对锂离子具有很高的选择性，且饱和吸附容量较高，洗脱率高且溶损率较低，但该类吸附剂与多数粉末吸附材料一样，不便于操作，且吸附速率较慢，吸附饱和时间长。锑系锂离子筛的吸附原理为氢离子与锂离子之间的离子交换作用，对锂离子具有较高得选择性，吸附容量大，溶损小，是一类很有应用前景的锂吸附剂，但是该类吸附剂的研究起步较晚，很多技术手段不够成熟，需再进行结构掺杂及表面改性的深入研究。锰系锂离子筛是由不同配比的锂、锰的碳酸盐或氧化物等混合反应生成前驱体，再经过酸洗脱制的，其中具有尖晶石结构的锰氧化物具有吸附容量大、成本低廉、操作简单等优点，是目前研究最多、最具应用前景的一种新型、高效、绿色的吸附剂，但是在酸洗脱过程中不稳定的结构限制了其工业化发展。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，解决了现有技术中吸附剂成本较高、消耗量大，锂离子筛骨架溶损率高、可持续使用率低等问题，实现了低成本、无污染、高锂离子吸附选择性及稳定性强、可持续利用率高的复合材料的制备。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1)合成中孔高硅Y型沸石；
[0009]步骤2)无定形Al(OH)3粉末的合成；
[0010]步骤3)将步骤2)的无定形Al(OH)3粉末溶于超纯水中，搅拌至完全分散；然后加入步骤1)合成中孔高硅Y型沸石，在50
‑
75℃下，加入LiCl
·
H2O反应20
‑
40小时，过滤后充分洗涤，干燥，在400
‑
500℃下焙烧12
‑
48小时，得到用于锂离子提取的沸石负载型复合材料，其中，无定形Al(OH)3粉末与超纯水质量比为(0.8
‑
1.1)：(98
‑
100)，无定形Al(OH)3粉末与LiCl
·
H2O质量比为(0.9
‑
1.2)：(1.02
‑
1.28)。
[0011]进一步，所述的步骤1)合成中孔高硅Y型沸石采用无有机胺水热体系合成中孔高硅Y型沸石，包括如下步骤：
[0012]以偏铝酸钠、气相二氧化硅、水和无水乙醇为原料，按摩尔比(8
‑
12):12:160:(5
‑
17.15)进行配制；
[0013]按配方量将偏铝酸钠加入水中，搅拌0.5
‑
1h后，加入氢氧化钠调节PH至7
‑
8，再加入配方量的无水乙醇，然后进行超声处理2
‑
10min；最后加入配方量气相二氧化硅，在22
‑
27℃水浴锅中老化12
‑
36h后，将得到的凝胶混合物在60
‑
90℃烘箱中晶化6
‑
48h；晶化结束后将产物用蒸馏水洗涤至中性，并放入质量百分比浓度为28
‑
32％的氯化钠溶液中煮沸2
‑
4h后，干燥后得到中孔高硅Y型沸石。
[0014]进一步，所述的步骤1)合成中孔高硅Y型沸石采用CTAB/AESA法合成中孔高硅Y型沸石，包括如下步骤：
[0015]以偏铝酸钠、气相二氧化硅、水和CTAB/AESA为原料，按摩尔比(8
‑
9):12:160:(11
‑
13)进行配制；
[0016]按配方量将偏铝酸钠加入水中，搅拌0.5
‑
1h后，加入氢氧化钠调节PH至7
‑
8，再加入配方量的CTAB/AESA充分搅拌，然后加入配方量气相二氧化硅，在22
‑
27℃水浴锅中老化12
‑
36h后，将得到的凝胶混合物在60
‑
90℃烘箱中晶化6
‑
48h；晶化结束后将产物用蒸馏水洗涤至中性，并放入质量百分比浓度为28
‑
32％的氯化钠溶液中煮沸2
‑
4h后，干燥后得到中孔高硅Y型沸石。
[0017]进一步，所述的步骤1)合成中孔高硅Y型沸石采用TPOAC法合成中孔高硅Y型沸石，包括如下步骤：
[0018](1)以偏铝酸钠、气相二氧化硅和水为原料，按摩尔比(30
‑
35)：(12
‑
16)：(322
‑
326)配制结构导向剂；
[0019]按配方量将偏铝酸钠加入水中，搅拌25
‑
35min后，加入氢氧化钠调节PH至7
‑
8，再加入配方量的气相二氧化硅，搅拌2
‑
24h后作为结构导向剂备用；
[0020](2)偏铝酸钠、气相二氧化硅、水、盐酸、TPOAC和结构导向剂为原料，按照摩尔比(4.2
‑
4.8):(8.2
‑
8.6):210:(4
‑
5):0.09:11.7制备中孔高硅Y型沸石；
[0021]在室温下按照配方量将盐酸和偏铝酸钠溶于水中，搅拌0.5
‑
1h后得到白色溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：步骤1)合成中孔高硅Y型沸石；步骤2)无定形Al(OH)3粉末的合成；步骤3)将步骤2)的无定形Al(OH)3粉末溶于超纯水中，搅拌至完全分散；然后加入步骤1)合成中孔高硅Y型沸石，在50
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75℃下，加入LiCl
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H2O反应20
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40小时，过滤后充分洗涤，干燥，在400
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500℃下焙烧12
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48小时，得到用于锂离子提取的沸石负载型复合材料，其中，无定形Al(OH)3粉末与超纯水质量比为(0.8
‑
1.1)：(98
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100)，无定形Al(OH)3粉末与LiCl
·
H2O质量比为(0.9
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1.2)：(1.02
‑
1.28)。2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，其特征是：所述的步骤1)合成中孔高硅Y型沸石采用无有机胺水热体系合成中孔高硅Y型沸石，包括如下步骤：以偏铝酸钠、气相二氧化硅、水和无水乙醇为原料，按摩尔比(8
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12):12:160:(5
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17.15)进行配制；按配方量将偏铝酸钠加入水中，搅拌0.5
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1h后，加入氢氧化钠调节PH至7
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8，再加入配方量的无水乙醇，然后进行超声处理2
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10min；最后加入配方量气相二氧化硅，在22
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27℃水浴锅中老化12
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36h后，将得到的凝胶混合物在60
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90℃烘箱中晶化6
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48h；晶化结束后将产物用蒸馏水洗涤至中性，并放入质量百分比浓度为28
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32％的氯化钠溶液中煮沸2
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4h后，干燥后得到中孔高硅Y型沸石。3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子提取的沸石负载型复合材料的制备方法，其特征是：所述的步骤1)合成中孔高硅Y型沸石采用CTAB/AESA法合成中孔高硅Y型沸石，包括如下步骤：以偏铝酸钠、气相二氧化硅、水和CTAB/AESA为原料，按摩尔比(8
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9):12:160:(11
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13)进行配制；按配方量将偏铝酸钠加入水中，搅拌0.5
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1h后，加入氢氧化钠调节PH至7
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8，再加入配方量的CTAB/AESA充分搅拌，然后加入配方量气相二氧化硅，在22
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27℃水浴锅中老化12
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36h后，将得到的凝胶混合物在60
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90℃烘箱中晶化6
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48h；晶化结束后将产物用蒸馏水洗涤至中性，并放入质量百分比浓度为28
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32％的氯化钠溶液中煮沸2
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4h后，干燥后得到中孔高硅Y型沸石。4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：西安金藏膜环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：