【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离子筛制备，尤其是涉及一种钛氧化物锂离子筛的合成方法、钛氧化物锂离子筛和应用。
技术介绍
1、近年来，随着我国大力推进新能源汽车战略，锂作为动力电池的重要组成部分，其需求在不断上升。相关数据显示，我国有81.5％的锂资源存在于盐湖中，因此高效开发盐湖资源，在盐湖卤水中提锂将成为我国锂资源开发的关键。现阶段从盐湖卤水中提锂的方法有：沉淀法、溶剂萃取法、纳滤法、电渗析法和吸附法等，其中吸附法通过高锂离子选择性的吸附剂捕获锂离子，然后用洗脱剂抽离出锂离子，从而实现锂离子与其它杂质离子分离的目的。吸附法提锂生产效率高，无环境污染，工艺成熟可靠。
2、目前高锂离子选择性的提锂吸附剂类型主要有锰氧化物和钛氧化物，钛基锂离子筛的吸附速度相比锰基锂离子筛的慢，但是锂钛氧化物的机械强度好、化学性质稳定，钛溶损低、耐酸性好、吸附量优于锰基锂离子筛，综合以上优点，钛基离子筛的发展前景更好，更易实现工业化。钛基离子筛中层状β-h2tio3钛氧化物锂离子筛中的ti4+具有高度稳定性，在洗脱锂过程中避免歧化反应和jahn-teller效应，结构稳定，具有优异的循环性能和饱和吸附容量，是一种绿色环保型锂离子，它是由前驱体β-li2tio3经酸洗处理后得到的，是钛氧化物锂离子筛中的研究热点。
3、前驱体β-li2tio3合成方法有高温固相法和水热法。高温固相法实验操作简单、原料来源广、适合大批量生产，是目前常用的合成方法之一，通常选用二氧化钛或偏钛酸与锂源混合后高温煅烧得到前驱体β-li2tio3，但同时也存在反应不充分、
4、水热法是一种以水为反应介质，通过对密闭容器进行加热，使反应体系形成高压环境，促使常温下难以反应的体系发生化学反应，从而得到所需材料的方法。这种方法反应温度一般在250℃以下，条件温和，能减少反应物的挥发，合成的产物纯度高、结晶性好、粒度细小且分布均匀，但水热产物是亚稳态的立方相α-li2tio3，还需要经300℃热处理后可以得到稳定的单斜相β-li2tio3，亚稳态的立方相α-li2tio3经水洗后锂的含量会大大减少，煅烧处理无法得到目标产物，同时还存在水热过程锂元素无法完全反应的问题。
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种钛氧化物锂离子筛的合成方法，旨在解决现有技术中上述技术问题中的至少一种。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种钛氧化物锂离子筛。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种钛氧化物锂离子筛的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术的第一方面提供了一种钛氧化物锂离子筛的合成方法，包括以下步骤：
6、a、将锂源加入水中搅拌均匀，再加入钛源搅拌混合均匀，得到固液混合物；继续将固液混合物烘干，粉碎至粒径＜100μm，得到待焙烧粉体；
7、b、将所述待焙烧粉体进行焙烧得到钛氧化物锂离子筛前驱体β-li2tio3；在所述钛氧化物锂离子筛前驱体β-li2tio3中加入水搅拌均匀，转移至水热反应釜中进行水热反应，水热反应的温度为150-200℃，时间为12-48h；水热反应完成后进行第一固液分离，对分离得到的第一固体进行干燥得到精制的钛氧化物锂离子筛前驱体β-li2tio3；
8、c、在精制后的钛氧化物锂离子筛前驱体β-li2tio3中加入水搅拌均匀形成浆液；在浆液中继续加入酸进行酸化反应，酸化反应完成后进行第二固液分离，对得到的第二固体水洗至上清液tds＜50mg/l，对第二固体烘干至恒重，粉碎得到钛氧化物锂离子筛β-h2tio3。
9、进一步地，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂和柠檬酸锂中的至少一种。
10、优选地，所述钛源包括二氧化钛、偏钛酸和钛酸四丁酯中的至少一种。
11、进一步地，步骤a中，锂源中的锂和钛源中的钛的摩尔比为1.9-2.1:1。
12、优选地，步骤a中，所述固液混合物的固液比为1:1-2。
13、优选地，步骤a中，所述烘干的温度为110-180℃。
14、进一步地，步骤b中，所述焙烧的温度为550-650℃，时间为3-4h。
15、优选地，步骤b中，所述焙烧的升温速度为5-20℃/min。
16、优选地，步骤b中，在所述钛氧化物锂离子筛前驱体β-li2tio3中加入水后，固液比为1:1-3。
17、优选地，步骤b中，所述干燥的温度为100-140℃。
18、进一步地，步骤c中，所述浆液的固液比为1:3-20。
19、优选地，步骤c中，所述浆液的温度为50-60℃。
20、进一步地，步骤c中，水洗的次数为2-4次。
21、优选地，步骤c中，对第二固体烘干的温度为60-80℃。
22、进一步地，所述第一固液分离或所述第二固液分离的方式各自独立的包括过滤、抽滤或离心分离。
23、进一步地，步骤c中，所述酸包括盐酸、硝酸或硫酸。
24、优选地，所述酸的质量分数为16-18％。
25、优选地，步骤c中，酸的加入量以体系ph达到2.0-2.3停止。
26、本专利技术第二方面提供了第一方面所述的合成方法合成得到的钛氧化物锂离子筛。
27、本专利技术第三方面提供了所述的钛氧化物锂离子筛作为提锂吸附剂在生产锂盐中的应用。
28、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
29、本专利技术提供的合成方法，采用低温固相合成与水热法相结合的方法合成钛氧化物锂离子筛：该方法首先低温焙烧得到前驱体β-li2tio3，有效降低了能耗，避免高温煅烧中昂贵的锂离子的挥发；之后将低温焙烧得到的前驱体β-li2tio3进行水热处理，将锂离子充分利用，进一步完善晶型，提高了前驱体β-li2tio3的选择性，进而提高了钛氧化物锂离子筛的性能。
30、本专利技术提供的钛氧化物锂离子筛，比表面积大，粒径分布＜300nm，吸附量更高，有利于锂的快速吸附与脱附。
31、本专利技术提供的钛氧化物锂离子筛作为一种提锂吸附剂，为生产锂盐过程中提供了更好的吸附剂，提高了锂盐的生产效率，促进了下游产业的发展。
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1.一种钛氧化物锂离子筛的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂和柠檬酸锂中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤A中，锂源中的锂和钛源中的钛的摩尔比为1.9-2.1:1；
4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤B中，所述焙烧的温度为550-650℃，时间为3-4h；
5.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤C中，所述浆液的固液比为1:3-20；
6.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤C中，水洗的次数为2-4次；
7.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述第一固液分离或所述第二固液分离的方式各自独立的包括过滤、抽滤或离心分离。
8.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤C中，所述酸包括盐酸、硝酸或硫酸；
9.一种权利要求1-8任一项所述的合成方法合成得到的钛氧化物锂离子筛。
10.一种权利要求9
...【技术特征摘要】
1.一种钛氧化物锂离子筛的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂和柠檬酸锂中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤a中，锂源中的锂和钛源中的钛的摩尔比为1.9-2.1:1；
4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤b中，所述焙烧的温度为550-650℃，时间为3-4h；
5.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，步骤c中，所述浆液的固液比为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李天玉，刘曼曼，莫恒亮，陈亦力，彭文娟，黄江龙，张颖，杨恒宇，赵文芳，王珞聪，
申请(专利权)人：北京华特源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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