【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及盐湖提锂，例如一种片状锰酸锂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、为了满足全球对锂日益增长的需求，从卤水中选择性提取锂已经引起了人们的广泛关注。limn2o4基电化学锂回收系统因其高选择性和低能耗，是商业应用的最佳选择之一。然而，锰酸锂的离子扩散系数较低，限制了电化学锂回收体系的进一步发展。
2、cn113896244a公开了一种用于盐湖提锂的多孔圆片状锰酸锂电极、及其制备方法，其所述方法包括以下步骤：在锰盐水溶液中加入乙酰丙酮，然后再加入聚乙烯吡咯烷酮，形成透明溶液；在搅拌条件下加入水合肼形成黄色沉淀，沉淀经过离心分离烘干得到黄色前驱体；将所得的前驱体在空气中煅烧得到mn5o8，随后将mn5o8与锂盐混合用控温马弗炉进行高温煅烧，自然冷却后得到多孔圆片状锰酸锂。
3、cn112875760a公开了一种锂离子筛用锰酸锂的制备方法，其以锰源化合物和锂源化合物为原料，通过动态烧结制备得到一种适合从低浓度溶液中提锂的锂离子筛用锰酸锂。
4、上述方案制得锰酸锂存在有吸附容量低且选择性差等问题，无法提高提锂效率。
技术实现思路
1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
2、本申请提供一种片状锰酸锂及其制备方法和应用，本申请采用乳液法制备一种结构稳定的片状锰酸锂，片状的锰酸锂能够极大的缩短锂离子的传输路径，提升锂离子的提取效率，增大了电极材料的比表面积，促进了电解液中的锂离子和电极材料的充分接触，进一
3、第一方面，本申请提供了一种片状锰酸锂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)将油相物质、乳化剂和二价锰盐与水混合，得到o/w乳液；
5、(2)将高锰酸溶液与o/w乳液混合，搅拌反应得到片状四氧化三锰；
6、(3)将所述片状四氧化三锰与锂源混合，经烧结处理，得到所述片状锰酸锂；
7、其中，所述乳化剂包括离子型表面活性剂和含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂。
8、本申请采用乳液法制备片状四氧化三锰，o/w乳液中的乳滴的结构为具有还原性和亲水性基团的壳(由功能性乳化剂和离子型表面活性剂亲水端提供)和疏水性的核(由功能性乳化剂和离子型表面活性剂的疏水端和油相提供)，二价锰离子与壳上的氧配位富集在乳滴表面；加入高锰酸作为氧化剂，与二价锰以及壳上的功能基团进行氧化还原反应，在乳液界面生成大量的氧化锰纳米片；在后处理过程中，随着油相物质的除去，得到分散性的片状纳米氧化锰，四氧化三锰的片状结构是锰酸锂电极材料呈现片状的前提，本申请所述片状四氧化三锰的结构稳定，与锂源混合煅烧后仍保持片状结构。
9、在一实施方式中，步骤(1)所述油相物质包括戊烷、异辛烷、正己烷、正庚烷、乙醚、乙酸乙酯、环戊烷或环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
10、在一实施方式中，所述油相物质和水的质量比为1:(80～100)，例如：1:80、1:85、1:90、1:95或1:100等。
11、在一实施方式中，所述乳化剂包括离子型表面活性剂和/或含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂，可选为离子型表面活性剂和含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂。
12、在一实施方式中，所述离子型表面活性剂包括烷基磺酸盐和/或脂肪酸盐。
13、在一实施方式中，所述烷基磺酸盐包括十六烷基磺酸钠和/或十二烷基磺酸钠。
14、在一实施方式中，所述脂肪酸盐包括月桂酸钠和/或硬脂酸钠。
15、在一实施方式中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂的亲水基团包括醛基和/或羰基。
16、在一实施方式中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂包括壬二醛、辛二醛、庚二醛、2-壬酮、2-庚酮或2,4-壬烷二酮中的任意一种或至少两种的组合。
17、在一实施方式中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的质量比为(1～2):1，例如：1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等。
18、在一实施方式中，所述二价锰盐包括硝酸锰、氯化锰、硫酸锰或乙酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
19、在一实施方式中，步骤(1)所述油相物质和乳化剂的质量比为1:(0.02～0.05)，例如：1:0.02、1:0.025、1:0.03、1:0.04或1:0.05等。
20、在一实施方式中，所述二价锰盐和含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂的质量比为(1～2):1，例如：1、1.2、1.5、1.8或2等。
21、在一实施方式中，所述o/w乳液中颗粒粒径为0.4～2μm，例如：0.4μm、0.8μm、1μm、1.5μm或2μm等。
22、本申请所述o/w乳液中粒径的大小直接影响产物氧化锰的微观形貌，乳液直径太小，不能得到片状晶体，而是颗粒状的，若乳液的粒径大于2μm，因为乳液直径越大稳定性越差，容易在二价锰盐的作用下破乳得到直径更小的乳液。
23、在一实施方式中，步骤(2)所述高锰酸溶液通过如下方法制得：
24、将高锰酸钡加入去离子水中，并加入硫酸溶液，搅拌混合，离心分离固态硫酸钡沉淀，则得到所述高锰酸溶液。
25、在一实施方式中，步骤(2)所述混合的方式包括将高锰酸溶液滴加入o/w乳液。
26、在一实施方式中，所述高锰酸溶液中高锰酸和o/w乳液中二价锰的摩尔比为1:(1～2)，例如：1:1、1:1.5、1:2等。
27、在一实施方式中，所述搅拌反应的温度为20～30℃，例如：20℃、22℃、25℃、28℃或30℃等。
28、在一实施方式中，所述搅拌反应的时间为20～30h，例如：20h、22h、25h、28h或30h等。
29、在一实施方式中，所述搅拌反应后进行洗涤、离心和烘干处理。
30、在一实施方式中，所述烘干的温度为50～80℃，例如：50℃、55℃、60℃、70℃或80℃等。
31、在一实施方式中，步骤(3)所述锂源包括氯化锂、硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂或氢氧化锂中的任意一种或至少两种的组合。
32、在一实施方式中，所述烧结处理的温度为600～800℃，例如：600℃、650℃、700℃、750℃或800℃等。
33、在一实施方式中，所述烧结处理的时间为8～12h，例如：8h、9h、10h、11h或12h等。
34、第二方面，本申请提供了一种片状锰酸锂，所述片状锰酸锂通过如第一方面所述方法制得。
35、本申请制备的片状锰酸锂能够极大的缩短锂离子的传输路径，提升锂离子的提取效率，促进了电解液中的锂离子和电极材料的充分接触，进一步促进了锂离子的传输。
36、第三方面，本申请提供了一种锰酸锂提锂电极，所述锰酸锂提锂电极包含如第二方面所述的片状锰酸锂。
【技术保护点】
1.一种片状锰酸锂的制备方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)所述油相物质包括戊烷、异辛烷、正己烷、正庚烷、乙醚、乙酸乙酯、环戊烷或环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述油相物质和水的质量比为1:(80～100)。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述离子型表面活性剂包括烷基磺酸盐和/或脂肪酸盐；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂的亲水基团包括醛基和/或羰基；
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的质量比为(1～2):1；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，步骤(1)所述油相物质和乳化剂的质量比为1:(0.02～0.05)；
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述高锰酸溶液通过如下方法制得：
9.如权利要求1-8任一项所述的制
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法，其中，所述搅拌反应的温度为20～30℃；
11.如权利要求1-10任一项所述的制备方法，其中，步骤(3)所述锂源包括氯化锂、硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂或氢氧化锂中的任意一种或至少两种的组合；
12.一种片状锰酸锂，其中，所述片状锰酸锂通过如权利要求1-11任一项所述方法制得。
13.一种锰酸锂提锂电极，其中，所述锰酸锂提锂电极包含如权利要求12所述的片状锰酸锂。
14.一种如权利要求13所述锰酸锂提锂电极的制备方法，其包括以下步骤：
15.如权利要求14所述的制备方法，其中，所述导电剂包括乙炔黑；
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种片状锰酸锂的制备方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)所述油相物质包括戊烷、异辛烷、正己烷、正庚烷、乙醚、乙酸乙酯、环戊烷或环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述油相物质和水的质量比为1:(80～100)。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述离子型表面活性剂包括烷基磺酸盐和/或脂肪酸盐；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂的亲水基团包括醛基和/或羰基；
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述含有还原性亲水基团的非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的质量比为(1～2):1；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，步骤(1)所述油相物质和乳化剂的质量比为1:(0.02～0.05)；...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢英豪，余海军，李爱霞，王涛，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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