【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离子筛吸附，尤其涉及一种h2tio3@bca复合锂离子筛及其制备方法，该复合锂离子筛在液体锂资源的吸附提取中的应用。
技术介绍
1、
2、钛基锂离子筛(ti-lis)作为一种被广泛研究的吸附剂，表现出对锂的高选择性和循环性能，这些筛网越来越受到研究人员的关注。与锰基离子筛相比，钛基离子筛具有更高的化学稳定性，这主要归功于其坚固的ti-o键。虽然h2tio3的理论吸附容量达到142.9mg·g-1，但ti-lis的实际锂吸附容量却低得多，这主要是因为颗粒团聚导致活性吸附位点暴露受限。钛基离子筛的实际吸附容量与理论吸附容量之间的这种差距要求对h2tio3吸附剂进行优化，以提高其吸附容量。
3、硬碳材料因具有高比表面积、高孔隙率和有序孔隙排列等特点，可用作多孔碳基材料(ind.eng.chem.res,2015,54,12570-12579)。大多数果皮由无数细小的纤维素纤维组成，因具有丰富的表面羟基，可促使其与各种化合物复合形成稳定结构，同时保持bca多孔结构特性，因此它们是制造天然多孔的生物质基碳的理想载体(acsappl.mater.interfaces,2014,6,9689-9697；phys.chem.chem.phys,2015,17,24901-24907)。通过制备复合锂离子筛h2tio3@bca，可提高吸附剂的比表面积，最大限度地减少颗粒团聚，增加li+吸附位点的暴露，是一种理想的生物质提锂吸附剂的新方法。
4、综合现有技术，钛系离子筛存在吸附速率慢，颗粒太细无法充
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种负载型h2tio3@bca复合离子筛；本专利技术另外一个目的在于提供上述离子筛的制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：一种h2tio3@bca复合型锂离子筛，其特征在于，活性组分为li2tio3锂离子筛前驱体的脱锂产物h2tio3，载体为生物质基碳bca；所述的生物质基碳bca与h2tio3的质量比为(0.02-0.1):1；所述的li2tio3为典型的单斜晶型β-li2tio3。
3、本专利技术还提供了一种制备上述h2tio3@bca复合离子筛的方法，其具体步骤为：
4、(1)将果皮切块或粉碎，在一定温度下进行水热反应；所得生物质碳质经过洗涤，过滤，冷冻干燥，得到生物质基碳bca；
5、(2)在乙醇中加入钛源，锂源和bca，搅拌形成悬浮液；其中，钛源与锂源的摩尔比为li+：ti4+＝1:(0.1-0.5)；生物质基碳bca与钛源的质量比为(0.02-0.1):1，其中钛源按照理论得率生成h2tio3进行配比计算；
6、(3)挥发溶剂至干，n2气氛中固相煅烧，降温，得到li2tio3@bca前驱体；
7、(4)对li2tio3@bca进行酸化脱锂，得到h2tio3@bca。
8、优选步骤(1)所述果皮为橘子皮、香蕉皮、西瓜皮或玉米芯。
9、优选步骤(1)所述水热反应的温度为150-300℃，反应时间为6-12h。
10、优选步骤(2)所述锂源为乙酸锂、氢氧化锂、碳酸锂或者是它们的水合物。
11、优选步骤(2)所述钛源为二氧化钛、钛酸异丙酯或钛酸丁酯。
12、优选步骤(3)所述固相煅烧温度为300-700℃；煅烧时间为4-10h。
13、优选步骤(4)中所述酸化脱锂采用酸溶液浸泡。
14、优选所述酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或磷酸溶液；酸溶液的浓度为0.1-0.3mol·l-1，浸泡时间为8-24h。
15、本专利技术还考察复合锂离子筛h2tio3@bca在盐湖卤水中的工业应用：
16、在25℃下将1g h2tio3@bca置于ph＝8的含有li+、na+、ca2+、k+和mg2+离子的盐湖卤水1l中，测定其对锂离子的吸附选择性和饱和吸附容量。其中盐湖卤水中离子初始浓度分别为cli+＝113.48,cna+＝99.24,cca2+＝100.55,ck+＝99.63和cmg2+＝101.69mg·l-1。
17、有益效果：
18、与现有技术相比，本专利技术有以下优势：
19、1、本专利技术首次采用生物基制碳bca硬碳材料作为锂离子筛的为载体，充分利用果皮原位纤维素纤维组成具有丰富的表面羟基，高孔隙率和有序孔隙排列等特点，同时起到li2tio3在孔隙内生长，起到分散剂作用，提高了β-h2tio3的吸附容量，其循环吸附再生能力得到较大提高。
20、2、本专利技术制备的h2tio3@bca复合离子筛，富含羟基，羧基等官能团，有利于与溶液充分接触。对于高镁锂比的盐湖卤水，有很高的吸附选择性。
21、3、相比较有序软碳氧化石墨烯go而言，生物基质碳与li2tio3的结合，从而促进碳原子sp2键振动，可以增加结构无序度，从而增加活性位点，提高其吸附容量。
22、3、本专利技术制备过程简单，充分利用生物质废料，能降低碳排放，合理利用碳资源，绿色环保，相比较以石墨烯作为软碳材料作为支撑材料，具有来源广泛，价格低廉的优势；制备方法方便简单，作为复合离子筛吸附剂在连续化盐湖卤水提锂领域具有广阔的应用前景。
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1.一种H2TiO3@BCA复合型锂离子筛，其特征在于，活性组分为Li2TiO3锂离子筛前驱体的脱锂产物H2TiO3，载体为生物质基碳BCA；所述的生物质基碳BCA与H2TiO3的质量比为(0.02-0.1):1；所述的Li2TiO3为典型的单斜晶型β-Li2TiO3。
2.一种制备如权利要求1所述的Li2TiO3@BCA复合型锂离子筛的方法，其具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述果皮为橘子皮、香蕉皮、西瓜皮或玉米芯。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为150-300℃，反应时间为6-12h。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述锂源为乙酸锂、氢氧化锂、碳酸锂或者是它们的水合物。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述钛源为二氧化钛、钛酸异丙酯或钛酸丁酯。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述固相煅烧温度为300-700℃；煅烧时间为4-10h。
8.根据权利要求2所述
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或磷酸溶液；酸溶液的浓度为0.1-0.3mol·L-1，浸泡时间为8-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种h2tio3@bca复合型锂离子筛，其特征在于，活性组分为li2tio3锂离子筛前驱体的脱锂产物h2tio3，载体为生物质基碳bca；所述的生物质基碳bca与h2tio3的质量比为(0.02-0.1):1；所述的li2tio3为典型的单斜晶型β-li2tio3。
2.一种制备如权利要求1所述的li2tio3@bca复合型锂离子筛的方法，其具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述果皮为橘子皮、香蕉皮、西瓜皮或玉米芯。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为150-300℃，反应时间为6-12h。
【专利技术属性】
技术研发人员：居沈贵，李明珠，林逸，薛峰，邢卫红，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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