【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盐湖提锂，尤其涉及一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法。
技术介绍
1、作为最轻的碱金属，锂是21世纪重要的战略能源，成为玻璃，核反应堆和锂电池生产的关键材料。近年来，锂电池的专利技术和应用，让人类实现无化石能源的社会成为可能。从2021年开始，全球锂电池市场需求明显提升。在新能源浪潮下，锂资源成为最大的需求之一，但目前锂有效供给不足。我国锂资源含量居世界前列，但其80%以上贮存于我国盐湖卤水资源中，占世界盐湖锂总储量的1/3，并且盐湖卤水具有高镁锂比特征，锂、镁离子半径相近，化学性质相似，给锂的提取带来了较大困难。目前，主要的卤水提锂技术有吸附法、沉淀法、萃取法、膜分离法、耦合法等，其中，离子筛吸附法提锂技术因选择吸附性好、工艺简单、成本低、绿色环保，已成为一种极具前景的提锂方法。
2、离子筛是一类可从卤水中选择性吸附锂离子的功能性吸附材料，其中钛锰系复合离子筛具有吸附容量高、选择性好和成本较低等优点，是较为理想的吸附剂之一。但该类复合离子筛在循环吸/脱附提锂的过程中，存在离子吸/脱附性能差的问题，这大大影响了产品循环使用稳定性，限制了该技术推广应用。
3、因此，急需开发一种能够有效提高钛锰系复合离子筛的离子循环吸脱/附性能的调控方法。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术针对性的提供了一种钛锰系复合离子筛的离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，通过选择不同离子半径的金属（镁、锌、锂等）为离子空穴剂，通过酸浸过程，分别将镁、锌
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、以金属离子分别为离子空穴剂制备离子筛前体：将不同离子半径的金属分别作为离子空穴调节剂，将该调节剂分别与钛源和锰源混合，常温下充分研磨；
5、将步骤（1）中制得的研磨物转移到马弗炉中，在一定温度和时间下进行煅烧，冷却后得到的固体为某金属的钛锰基化合物或某金属的钛锰基化合物或某金属的钛锰基化合物；
6、酸洗处理离子筛前体：将步骤（2）中制得的化合物进行酸洗处理，再经过滤、洗涤和干燥后，得到不同尺寸离子空穴的钛锰复合离子筛材料。
7、所述金属离子分别为锂源、镁源、锌源。
8、所述离子空穴剂为不同离子半径的镁、锌或锂。
9、所述步骤（1）中，钛源与锰源的摩尔量之比为0 .03～0 .3:1；钛源和锰源两者的总摩尔量与金属离子摩尔量之比为2.5:1。
10、一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，具体方法如下：（1）以锂、镁和锌离子分别为离子空穴剂制备离子筛前体：将一定量的锂源、镁源和锌源分别作为离子空穴调节剂，将该调节剂分别与钛源和锰源混合，常温下充分研磨；（2）将步骤（1）中制得的研磨物转移到马弗炉中，在一定温度和时间下进行煅烧，冷却后得到的固体为锂的钛锰基化合物或镁的钛锰基化合物或锌的钛锰基化合物；（3）酸洗处理离子筛前体：将步骤（2）中制得的化合物进行酸洗处理，再经过滤、洗涤和干燥后，得到不同尺寸离子空穴的钛锰复合离子筛材料。
11、进一步的，所述步骤（1）中，锂源为氯化锂、硫酸锂、乙酸锂或氢氧化锂中的任一种；所述镁源为碳酸镁、氢氧化镁或硝酸镁的任一种；所述锌源为氯化锌、硝酸锌或醋酸锌中的任一种；所述钛源为氧化钛、四氯化钛、硫酸钛或四氟化钛中的任一种；所述锰源为碳酸锰、氯化锰、硫酸锰或乙酸锰中的任一种。
12、进一步的，所述步骤（1）中，钛源与锰源的摩尔比为（0 .03～0 .3）:1；钛源和锰源两者的总摩尔量与锂源或镁源或锌源的摩尔量之比为2.5:1。
13、进一步的，所述步骤（2）中，煅烧温度为800～950℃，煅烧时间为12～24 h，升温速率为3～8 ℃/min。
14、进一步的，所述步骤（3）中，酸洗溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的任一种，酸洗处理方式为动态处理；酸溶液的浓度为0 .1～1mol/l，酸洗处理时间为8～24h；过滤采用滤膜过滤，滤膜孔径0 .3～0 .5μm；，过滤方式为负压抽吸式；干燥方式为鼓风干燥，干燥温度为60～120℃，干燥时间6～12h。
15、本专利技术的有益效果为：
16、 （1）本专利技术提出了一种创新的调控方法，旨在控制锰钛复合离子筛的离子空穴尺寸和电荷效应。通过使用镁、锌或锂作为离子空穴剂，并经过酸浸过程，这种方法能够分别使镁、锌、锂离子与氢离子发生交换。这样，就能实现对钛锰基锂离子提取材料的离子空穴尺寸和电荷效应的调控。值得一提的是，一个mg或zn 离子空位可以吸附两个锂离子，从而增加离子空穴的数量，大幅度提高交换剂的交换次数，进而提升离子筛的离子吸/脱附性能。
17、（2）这种调控方法制备的钛锰离子筛具有高效、合成简单且成本低廉的优点，为相关领域提供了有力的新选择。
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1.一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述金属离子分别为锂源、镁源、锌源。
3.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述离子空穴剂为不同离子半径的镁、锌或锂。
4.据权利要求2所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，锂源为氯化锂、硫酸锂、乙酸锂或氢氧化锂中的任一种；所述镁源为碳酸镁、氢氧化镁或硝酸镁的任一种；所述锌源为氯化锌、硝酸锌或醋酸锌中的任一种；所述钛源为氧化钛、四氯化钛、硫酸钛或四氟化钛中的任一种；所述锰源为碳酸锰、氯化锰、硫酸锰或乙酸锰中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，钛源与锰源的摩尔量之比为0.03～0.3:1；钛源和锰源两者的总摩尔量与金属离子摩尔量之比为2.5:1。
6.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应
7.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述步骤(3)中，酸洗溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的任一种，酸洗处理方式为动态处理；酸溶液的浓度为0.1～1mol/L，酸洗处理时间为8～24h；过滤采用滤膜过滤，滤膜孔径0.3～0.5μm；过滤方式为负压抽吸式；去离子水将粉末固体洗涤至中性；干燥方式为鼓风干燥，干燥温度为60～120℃，干燥时间6～12h。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：以不同离子半径的金属为离子空穴剂，通过酸浸过程，分别将镁、锌、锂离子与氢离子进行交换，进而达到对钛锰基锂离子提取材料的离子空穴尺寸和电荷效应进行调控的目的。
...【技术特征摘要】
1.一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述金属离子分别为锂源、镁源、锌源。
3.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述离子空穴剂为不同离子半径的镁、锌或锂。
4.据权利要求2所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，锂源为氯化锂、硫酸锂、乙酸锂或氢氧化锂中的任一种；所述镁源为碳酸镁、氢氧化镁或硝酸镁的任一种；所述锌源为氯化锌、硝酸锌或醋酸锌中的任一种；所述钛源为氧化钛、四氯化钛、硫酸钛或四氟化钛中的任一种；所述锰源为碳酸锰、氯化锰、硫酸锰或乙酸锰中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种离子筛中离子空穴尺寸及电荷效应的调控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，钛源与锰源的摩尔量之比为0.03～0.3:1；钛源和锰源两者的总摩尔量与...
【专利技术属性】
技术研发人员：包永胜，
申请(专利权)人：天津优化元素科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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