一种利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法制造方法及图纸

一种利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法，涉及一种锂离子回收的方法。为了解决现有的离子印迹材料的分离性能和稳定性差，以及存在吸附容量下降的问题。回收方法：依次制备离子印迹聚合物、离子印迹聚合物/聚吡咯复合物、Li

【技术实现步骤摘要】
一种利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子回收的方法。

技术介绍

[0002]锂是金属中密度最轻的元素，由于其独特的物理及化学特性，在能源发展领域有着十分广泛的应用。锂电池在日常生活中有着举足轻重的地位，无论是手机电池、汽车电池和电动车等绝大多数储电电池都可见锂的身影，锂还可以用作润滑剂、航天燃料等。
[0003]离子印迹技术是基于分子印迹技术发展而来的，其对目标离子具有高选择性。在实际的盐湖卤水中，除锂离子外，还存在有大量的镁离子等其他离子，因此，具有选择性的离子印迹技术十分适合用来提锂。
[0004]现有的离子印迹材料需要化学试剂洗脱，从而达到回收以及吸附材料的循环使用，例如利用酸洗或使用EDTA洗脱，因此有二次污染产生。离子印迹材料的吸附循环性能低，酸洗通常使用强酸如浓硫酸、浓氢氟酸等，这些酸可以破坏离子印迹膜中的化学键，导致其结构受损，甚至失去印迹孔径和选择性。此外，离子印迹膜中常用的交联剂如甲醛、环氧乙烷等也容易被酸催化分解，导致交联程度下降，从而使膜的稳定性下降。因此，酸洗会对离子印迹膜造成破坏，降低其分离性能和稳定性。大多数材料5次循环吸附后，吸附容量会大幅下降。大部分采用冠醚的离子印迹材料在pH低的条件下发生质子化现象，由于冠醚上的O原子与H离子成键，占据了印迹位点，从而导致吸附容量下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有的离子印迹材料的分离性能和稳定性差，以及存在吸附容量下降的问题，提出一种利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法。
[0006]本专利技术利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法按照以下步骤进行：
[0007]一、离子印迹聚合物的制备
[0008]将12
‑
冠醚
‑
4和LiNO3混合溶解在甲醇中，将α
‑
甲基丙烯酸溶解在N，N
‑
二甲基甲酰胺中，然后将两个溶液再混合并在室温下反应30分钟；然后向反应后得到的溶液中加入还原氧化石墨烯，超声5～10分钟；随后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，在70℃下回流搅拌12～16小时，然后用水冲洗固体产物，最后干燥，得到离子印迹聚合物粉体；
[0009]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和LiNO3的物质的量的比为(0.39～0.41)g：0.002mol；
[0010]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和甲醇的体积的比为(0.39～0.41)：20mL；
[0011]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和α
‑
甲基丙烯酸的物质的量的比为(0.39～0.41)：0.002mol；
[0012]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和N，N
‑
二甲基甲酰胺的体积的比为(0.39～0.41)：40mL；
[0013]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和还原氧化石墨烯的质量的比为(0.39～0.41)：0.5；
[0014]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和乙二醇二甲基丙烯酸酯的体积的比为(0.39～0.41)：
4mL；
[0015]所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和偶氮二异丁腈的质量的比为(0.39～0.41)：130；
[0016]二、IIP@ppy的制备
[0017]将步骤一得到的离子印迹聚合物粉体加入到无水乙醇中搅拌，然后加入吡咯和FeCl3溶液，在冰浴条件下反应12
‑
16h，将得到的固体产物用1mol/L的硝酸洗涤，最后干燥，得到离子印迹聚合物/聚吡咯复合物；
[0018]所述离子印迹聚合物粉体的质量和无水乙醇的体积的比为(0.5
‑
0.7)g：(5
‑
30)mL；
[0019]所述离子印迹聚合物粉体的质量和吡咯的体积的比为(0.5
‑
0.7)g：(0.4
‑
0.6)mL；
[0020]所述离子印迹聚合物粉体的质量和FeCl3溶液的体积的比为(0.5
‑
0.7)g：(15
‑
20)mL，FeCl3溶液的浓度为1mol/L；
[0021]三、Li
+
‑
IIP@pyy的制备
[0022]将聚偏氟乙烯、石墨和步骤二得到的离子印迹聚合物/聚吡咯复合物进行混合，充分研磨得到混合粉末；将混合粉末加入到1
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮中，搅拌12h后，将得到的粘稠的浆液均匀地涂在钛网基板上，最后干燥，得到Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极；将所得Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极置于电解池内并连接电源正极，同时在电解池内设置对电极并连接电源负极，通电后实现Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极中Li
+
的去除；
[0023]所述离子印迹聚合物/聚吡咯复合物的质量和1
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮的体积的比为(0.049～0.051)g：15.15mL；
[0024]所述离子印迹聚合物/聚吡咯复合物、聚偏氟乙烯和石墨的质量比为(8～10):1:1；
[0025]四、组装钟摆式电控锂离子回收装置
[0026]将Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极6固定在钟摆式电控锂离子回收装置中摆臂5的下端；
[0027]所述钟摆式电控锂离子回收装置由反应容器1、去离子水喷头2、盐湖卤水槽3、左侧去离子水槽4、摆臂5和右侧去离子水槽7构成；盐湖卤水槽3、左侧去离子水槽4和右侧去离子水槽7设置在反应容器1内，盐湖卤水槽3设置在左侧去离子水槽4和右侧去离子水槽7之间，摆臂5设置在盐湖卤水槽3上方，摆臂5的上端设置有转轴8，转轴8与驱动机构连接；左侧去离子水槽4上方和右侧去离子水槽7分别设置有去离子水喷头2；
[0028]五、锂离子回收
[0029]利用驱动机构使摆臂5摆动，当Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极浸没在盐湖卤水槽3中的盐湖卤水内部时Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极与电源的负极连接，此时对锂离子进行吸附；当Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极离开盐湖卤水后到达喷头下方时，断开Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极与电源的负极连接或将Li
+
‑
IIP@pyy杂化膜包覆电极与电源的正极连接，并利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法，其特征在于：利用钟摆式电控锂离子回收装置进行锂离子回收的方法按照以下步骤进行：一、离子印迹聚合物的制备将12
‑
冠醚
‑
4和LiNO3混合溶解在甲醇中，将α
‑
甲基丙烯酸溶解在N，N
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二甲基甲酰胺中，然后将两个溶液再混合并在室温下反应30分钟；然后向反应后得到的溶液中加入还原氧化石墨烯，超声5～10分钟；随后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，在70℃下回流搅拌12～16小时，然后用水冲洗固体产物，最后干燥，得到离子印迹聚合物粉体；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和LiNO3的物质的量的比为(0.39～0.41)g：0.002mol；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和甲醇的体积的比为(0.39～0.41)：20mL；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和α
‑
甲基丙烯酸的物质的量的比为(0.39～0.41)：0.002mol；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和N，N
‑
二甲基甲酰胺的体积的比为(0.39～0.41)：40mL；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和还原氧化石墨烯的质量的比为(0.39～0.41)：0.5；所述12
‑
冠醚
‑
4的质量和乙二醇二甲基丙烯酸酯的体积的比为(0.39～0.41)：4mL；所述12
‑
冠醚
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4的质量和偶氮二异丁腈的质量的比为(0.39～0.41)：130；二、IIP@ppy的制备将步骤一得到的离子印迹聚合物粉体加入到无水乙醇中搅拌，然后加入吡咯和FeCl3溶液，在冰浴条件下反应12
‑
16h，将得到的固体产物用1mol/L的硝酸洗涤，最后干燥，得到离子印迹聚合物/聚吡咯复合物；所述离子印迹聚合物粉体的质量和无水乙醇的体积的比为(0.5
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0.7)g：(5
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30)mL；所述离子印迹聚合物粉体的质量和吡咯的体积的比为(0.5
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0.7)g：(0.4
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0.6)mL；所述离子印迹聚合物粉体的质量和FeCl3溶液的体积的比为(0.5
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0.7)g：(15
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20)mL，FeCl3溶液的浓度为1mol/L；三、Li
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IIP@pyy的制备将聚偏氟乙烯、石墨和步骤二得到的离子印迹聚合物/聚吡咯复合物进行混合，充分研磨得到混合粉末；将混合粉末加入到1
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甲基
‑2‑
吡咯烷酮中，搅拌12h后，将得到的粘稠的浆液均匀地涂在钛网基板上，最后干燥，得到Li
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IIP@pyy杂化膜包覆电极；将所得Li
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II P@pyy杂化膜包覆电极置于电解池内并连接电源正极，同时在电解池内设置对电极并连接电源负极，通电后实现Li
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IIP@pyy杂化膜包覆电极中Li
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的去除；所述离子印迹聚合物/聚吡咯复合物的质量和1
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮的体积的比为(0.049～0.051)g：15.15mL；所述离子印迹聚合物/聚吡咯复合物、聚偏氟乙烯和石墨的质量比为(8～10):1:1；四、组装钟摆式电控锂离子回收装置将Li
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IIP@pyy杂化膜包覆电极(6)固定在钟摆式电控锂离子回收装置中摆臂(5)的下端；所述钟摆式电控锂离子回收装置由反应容器(1)、去离子水喷头(2)、盐湖卤水槽(3)、左侧去离子水槽(4)、摆臂(5)和右侧去离子水槽(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正，宋鑫，刘禹霄，李连杰，李文可，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：