【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开属于盐湖提锂，涉及一种疏气锰系吸附剂及其制备方法和链条一体化应用。
技术介绍
1、锂被誉为“未来的石油”，是室温下氧化还原电位最高、比热容最大、密度最小、重量最轻、能量密度最高的固体元素，被广泛用于能源、电子、化工、宇航等领域，目前全球约四分之三的锂资源用于制造锂离子电池。随着新能源汽车行业和储能行业的增长，锂离子电池和锂资源的需求量也与日俱增。盐湖卤水中蕴藏有巨量的锂资源，约占世界锂资源的60％，如何从盐湖卤水中高效地提取锂已成为一个亟需解决的问题。
2、目前，适用于盐湖提锂的技术主要有沉淀法、吸附法、萃取法和膜分离法。其中吸附法被认为是液体环境高效提锂最有前景的方法之一。吸附法所用吸附剂材料有铝基吸附剂、锰基吸附剂和钛系吸附剂。铝基吸附剂尽管是目前工业化应用较为广泛的产品，但是其吸附容量低且容易引入其他杂质，导致解析溶液中杂盐含量高。锰基吸附剂的吸附容量是铝基的4倍。
3、cn117101596a公开了一种多元金属掺杂杂化锰基锂离子筛吸附剂及其制备方法，其制备方法是将锂源、锰源与多元金属源混合均匀作为原料，煅烧获得多元金属掺杂杂化锰基锂离子筛前驱体粉体，然后将其添加到溶剂中，与高分子粘合剂和致孔剂搅拌混合后获得料浆，并采用湿法制粒得到颗粒物，最后通过锂洗脱即得多元金属掺杂杂化锰基锂离子筛吸附剂。
4、cn113617327a公开了一种纳米单晶锰系锂吸附剂的合成方法，属于锂提取
，包括以下步骤：s1.将锰源、锂源均匀混合得到原料混合物，然后进行干燥；s2.将干燥后的原料混合物进行
5、上述方案制得锰基吸附剂提锂时会产生氧气会损害吸附剂的微观结构，影响稳定性，进而影响其提锂效果。
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、本公开的目的在于提供一种疏气锰系吸附剂及其制备方法和链条一体化应用，本公开通过改性制备一种疏气锰系吸附剂，所述吸附剂可以避免气泡堆积破裂产生空化效应损坏其微观结构，提高吸附剂稳定性，在提锂失效后还可以直接用于合成mof包覆的锰酸锂正极材料。
3、为达到此目的，本公开采用以下技术方案：
4、第一方面，本公开提供了一种疏气锰系吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
5、(1)将锰源和锂源与水混合，得到混合溶液；
6、(2)将所述混合溶液与偏苯三甲酸溶液混合进行水热反应；
7、(3)对水热反应得到的物料进行烧结处理，得到所述疏气锰系吸附剂。
8、锰基吸附剂(lmo)是以锂锰氧化合物主，经过酸洗可将快锂离子与氢离子置换，从而形成锂空位。当遇到含锂卤水时，锰基吸附剂中的锂空位会快速中选择性提取锂离子而实现锂的高选择性提取，进而避免了其它离子的干扰。但是在锰基吸附剂提锂时会产生氧气，气泡破裂发生空化效应，会损害吸附剂的微观结构，影响稳定性。
9、本公开在制备锂离子筛时加入了改性剂(偏苯三甲酸)，使得锂离子筛在水热合成过程中形成了花状结构，具有高比表面积和高孔隙率，有利于气体的快速逸散，避免气泡堆积破裂产生空化效应损坏吸附剂微观结构，提高离子筛稳定性。并且存在于离子筛表面上的-cooh配体能够提高吸附剂亲水性，提高卤水浸润效果，以此提高吸附效率。
10、在一个实施方式中，步骤(1)所述锰源包括氯化锰、硝酸锰或硫酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
11、在一个实施方式中，所述锂源包括氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂或硫酸锂。
12、在一个实施方式中，所述混合溶液中锰元素与锂元素的摩尔比为1:(1～3)，例如：1:1、1:1.5、1:2、1:2.5或1:3等。
13、在一个实施方式中，所述混合溶液中金属离子的总浓度为0.1～0.5mol/l，例如：0.1mol/l、0.2mol/l、0.3mol/l、0.4mol/l或0.5mol/l等。
14、在一个实施方式中，步骤(2)所述偏苯三甲酸溶液的浓度为0.01～0.05mol/l，例如：0.01mol/l、0.02mol/l、0.03mol/l、0.04mol/l或0.05mol/l等。
15、在一个实施方式中，所述偏苯三甲酸溶液的溶剂包括乙醇、n-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
16、在一个实施方式中，步骤(2)所述水热反应的温度为150～180℃，例如：150℃、155℃、160℃、170℃或180℃等。
17、在一个实施方式中，所述水热反应的时间为10～20h，例如：10h、12h、15h、18h或20h等。
18、在一个实施方式中，步骤(3)所述烧结处理的温度为400～500℃，例如：400℃、420℃、450℃、480℃或500℃等。
19、在一个实施方式中，所述烧结处理的时间为3～5h，例如：3h、3.5h、4h、4.5h或5h等。
20、第二方面，本公开提供了一种疏气锰系吸附剂，所述疏气锰系吸附剂通过如第一方面所述方法制得。
21、第三方面，本公开提供了一种如第二方面所述疏气锰系吸附剂的应用，所述疏气锰系吸附剂用于盐湖提锂。
22、可选地，所述疏气锰系吸附剂在提锂前进行酸化。
23、可选地，所述酸化的酸化剂包括盐酸溶液。
24、可选地，所述盐酸溶液的浓度为0.2～1mol/l，例如：0.2mol/l、0.5mol/l、0.6mol/l、0.8mol/l或1mol/l等。
25、可选地，所述酸化后进行水洗和干燥处理。
26、可选地，所述疏气锰系吸附剂经盐湖提锂后得到失效锂离子筛。
27、第四方面，本公开提供了一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：(a)将上述失效锂离子筛、锂源、掺杂金属源和溶剂混合得到混合溶液；
28、(b)对所述混合溶液进行加热反应，得到改性锰酸锂正极材料。
29、本公开所述疏气锰系吸附剂表层的偏苯三甲酸，在锂离子筛失效后，可直接用于合成mof材料，得到mof包覆的锰酸锂，所得锰酸锂具有优异的电化学性能。并且外层的mof能够抑制锰酸锂电极在使用过程中锰的溶损，提高材料循环稳定性。实现了疏气锰系吸附剂的链条一体化应用，提高了疏气锰系吸附剂的应用效率。
30、在一个实施方式中，步骤(a)所述锂源包括氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂或乙酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
31、在一个实施方式中，所述掺杂金属源包括钛源、锆源或钴源中的任意一种或至少两种的组合。
32、在一个实施方式中，所述溶剂包括乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或水中的任意一种或至少两种的组合。
33、在一个实施方式中，所述失效锂离子筛和溶剂的固液比为0.1～0.5g/ml，例如：0.1g/m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种疏气锰系吸附剂的制备方法，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)所述锰源包括氯化锰、硝酸锰或硫酸锰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，所述锂源包括氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂或硫酸锂。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述混合溶液中锰元素与锂元素的摩尔比为1:(1～3)。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述混合溶液中金属离子的总浓度为0.1～0.5mol/L。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述偏苯三甲酸溶液的浓度为0.01～0.05mol/L。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，所述偏苯三甲酸溶液的溶剂包括乙醇、N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述水热反应的温度为150～180℃；
9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其中，步骤(3)所述烧结处理的温
10.一种通过如权利要求1-9任一项所述方法制得的疏气锰系吸附剂。
11.一种如权利要求10所述疏气锰系吸附剂的应用，所述疏气锰系吸附剂用于盐湖提锂；
12.一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：
13.如权利要求12所述的制备方法，其中，步骤(A)所述锂源包括氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂或乙酸锂中的任意一种或至少两种的组合；
14.如权利要求12或13所述的制备方法，其中，步骤(B)所述加热反应的温度为120～180℃；
15.一种改性锰酸锂正极材料，所述改性锰酸锂正极材料通过如权利要求12-14任一项所述方法制得。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种疏气锰系吸附剂的制备方法，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)所述锰源包括氯化锰、硝酸锰或硫酸锰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，所述锂源包括氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂或硫酸锂。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述混合溶液中锰元素与锂元素的摩尔比为1:(1～3)。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述混合溶液中金属离子的总浓度为0.1～0.5mol/l。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述偏苯三甲酸溶液的浓度为0.01～0.05mol/l。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，所述偏苯三甲酸溶液的溶剂包括乙醇、n-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
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【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，吴芷菁，李爱霞，谢英豪，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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