【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于提锂领域，具体涉及提锂的锂离子筛材料领域。
技术介绍
0、技术背景
1、锂离子电池等新能源产业的大力发展，全国乃至全球对锂的需求量直线上升，预计到2025年中国的锂需求量将增加至1.9×105t，占世界锂需求量的45％。美国国家地质勘探局对全球矿产资源的调查报告中指出，盐湖卤水中的锂资源约占全球已探明锂资源的90％。中国所拥有的锂资源类型主要分为两大类：一是锂矿石，如花岗岩型锂矿、伟晶岩型锂矿。硬盐锂矿床具有品位低、开发难度大、开发成本高等特点；二是盐湖卤水，约占我国锂资源总量的80％，在中国锂资源含量丰富的盐湖有西藏扎布耶和青海盐湖等。与锂矿石中提锂相比，盐湖卤水提锂的能耗低，环保，符合我国现行的绿色环保政策。但由于我国大多数盐湖具有高锂镁比，较高的镁浓度和较低的锂浓度，这对从盐湖卤水中提锂增加了难度。目前盐湖卤水提锂的方法大概有膜分离法，沉淀法，溶剂萃取法和吸附剂法，吸附法不论从经济还是环保方面都比其他方法都更适用于从低浓度卤水中提取锂，吸附法主要包括：无机吸附和有机吸附，由于有机吸附对低价态离子吸附较为困难，故选用无机吸附法。无机吸附法是利用无机吸附剂中li+的记忆效应，将盐湖卤水中的锂离子从多种离子(na+、mg2+、k+、ca2+等)进行选择性吸附的方法。与其他吸附剂相比，锂离子筛对li+有较高的选择性，可以很好分离li+来制备高纯度的锂产品，此外，锂离子筛还有理论吸附容量高，能耗低和环保等一系列优点。
2、现有常用的锂离子筛主要包括h1.33mn1.67o4、h1.6mn1.6o
3、一般采用离子半径小的阳离子(如fe3+、al3+、cr3+、mg2+等离子)掺杂改性提高结构稳定性，降低锰溶损，但掺杂会导致晶胞尺寸收缩和吸附容量降低。还可以采用各种氧化物(如zro2、fe3o4、tio2等氧化物)在锂离子筛表面形成包覆膜以减少锰溶损，提高结构稳定性，然而这些氧化物包覆材料没有锂吸附能力，导致锂离子筛的吸附性能下降。用基本的掺杂和包覆方法改善锰系锂离子筛的锰溶损率，提高结构稳定性不能同时兼顾提高锂离子筛的吸附容量。
技术实现思路
1、针对现有锂离子筛吸附速率、稳定性等难于兼顾的问题，本专利技术第一目的在于，提供一种嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛，旨在提供一种兼顾优异吸附容量、吸附效率和稳定性的全新锂离子筛。
2、本专利技术第二目的在于，提供所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛的制备方法，旨在成功制备所述全新物化结构并具有优异性能的所述的材料。
3、本专利技术第三目的在于，提供利用所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛进行提锂的方法。
4、一种嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛，包括多孔结构的h1.6mn1.6o4，以及在h1.6mn1.6o4中的孔结构中嵌布和表面包覆的h2tio3。
5、本专利技术所述的全新的材料具有类似西瓜的结构，其包括多孔的核(h1.6mn1.6o4)，以及嵌布在所述核的孔结构中以及包覆在核表面的h2tio3。本专利技术中，基于所述的h1.6mn1.6o4、h1.6mn1.6o4以及嵌布-包覆结构的联合，如此能够意外地实现协同，能够使材料兼顾优异的吸附容量、吸附效率和稳定性。
6、本专利技术中，所述的h1.6mn1.6o4中的孔结构包括大孔、小孔、介孔中的至少一种，优选为包含大孔、小孔、介孔中的两种以上的复合孔。
7、本专利技术研究表明，采用所述的复合孔的多孔结构配合所述的成分以及嵌布-包覆结构联合，可进一步实现协同，进一步改善复合材料的锂的吸附容量、效率和稳定性。
8、本专利技术中，所述的h1.6mn1.6o4中的孔隙率为10％～80％；
9、本专利技术中，所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛中的h2tio3的含量为1～10wt.％；优选为1～5wt.％；
10、本专利技术中，多孔结构的h1.6mn1.6o4的粒径为1～10μm；包覆在h1.6mn1.6o4表面的h2tio3的厚度为40～200nm。
11、本专利技术还提供了一种所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛的制备方法，将多孔mn2o3和第一锂源进行第一水热反应制得多孔锂锰氧化物；将多孔锂锰氧化物和第二锂源、钛源进行第二水热反应、焙烧处理，制得多孔li1.6mn1.6o4@li2tio3；再经酸处理，即得所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛。
12、本专利技术所述的方法，预先制备得到多孔的锂锰氧化物，随后在其孔结构以及表面复合所述的li2tio3，经焙烧后锂锰氧化物转化为li1.6mn1.6o4，无定形li2tio3生长成li2tio3晶体，如此可以得到所述的全新嵌布-包覆结构的新材料，并能够改善制备的材料的锂吸附容量、吸附效率和稳定性。
13、本专利技术中，将锰源、碳源造孔模板剂、沉淀剂进行热处理，随后在含氧气氛下煅烧，制得所述的多孔mn2o3；
14、本专利技术中，所述的锰源为水溶性锰盐，例如可以为硫酸锰、氯化锰、乙酸锰、硝酸锰中的至少一种。
15、优选地，所述的碳源造孔模板剂包括碳微球硬模板剂、表面活性剂软模板剂中的至少一种；优选为包括碳微球硬模板剂和表面活性剂软模板剂，更进一步地，碳微球硬模板剂和表面活性剂软模板剂的重量比为1：1～1：10；进一步优选为1:3～6。研究表明，在复合造孔剂下，特别是所述的比例下，可进一步优化材料的物化结构，利于后续的嵌布包覆结构的材料的制备，并有助于改善其提锂效果。
16、本专利技术研究表明，通过所述的复合模板剂，能够意外地构建复合孔结构的材料，如此有助于进一步利于li2tio3的嵌布以及包覆，有助于进一步改善成分以及结构的协同性，可进一步改善制备的材料的锂吸附容量、效率和稳定性。
17、本专利技术中，所述的碳微球硬模板剂可以为常规的炭颗粒。
18、本专利技术中，所述的碳微球硬模板剂的d50为400nm～800nm；
19、本专利技术中，所述的表面活性剂软模板剂例如包括pvp、ctab、sdbs等中的至少一种；
20、本专利技术中，所述的沉淀剂为能够解离出co32-的物质，例如可以包括六亚甲基四胺、尿素、碳酸氢铵中的一种或多种。
21、本专利技术中，锰源、碳源造孔模板剂的重量比为1:1～10，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛，其特征在于，包括多孔结构的H1.6Mn1.6O4，以及在H1.6Mn1.6O4中的孔结构中嵌布和表面包覆的H2TiO3。
2.如权利要求1所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛，其特征在于，所述的H1.6Mn1.6O4中的孔结构包括大孔、小孔、介孔中的至少一种，优选为包含大孔、小孔、介孔中的两种以上的复合孔；
3.一种权利要求1或2所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，将多孔Mn2O3和第一锂源进行第一水热反应，制得多孔锂锰氧化物；将多孔锂锰氧化物和第二锂源、钛源进行第二水热反应、焙烧处理，制得多孔Li1.6Mn1.6O4@Li2TiO3；再经酸处理，即得所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛。
4.如权利要求3所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，将锰源、碳源造孔模板剂、沉淀剂进行热处理，随后在含氧气氛下煅烧，制得所述的多孔M
5.如权利要求3所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，所述的第一锂源包括为能够电离出Li+的水溶性盐、氢氧化物中的至少一种，优选为氯化锂、硝酸锂或氢氧化锂中的至少一种；
6.如权利要求3所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，所述的钛源包括TiO2、水溶性钛源Ti(SO4)2、TiCl4中的至少一种；
7.如权利要求3所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，酸处理阶段的酸液包括无机强酸溶液。
8.一种权利要求1或2所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛或权利要求3～7任一项所述的制备方法制得的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛的应用，其特征在于，将其作为吸附剂，用于从含锂离子的溶液中提锂。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的含锂离子的溶液包括锂离子电池的含锂浸出液、盐湖卤水中的至少一种。
10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，将所述的嵌布结构的H1.6Mn1.6O4@H2TiO3复合锂离子筛和含锂离子的溶液进行吸附后，得到载锂分子筛，随后经脱锂处理，得到富锂溶液，并将脱锂后的分子筛再循环用作吸附剂，用于提锂。
...【技术特征摘要】
1.一种嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛，其特征在于，包括多孔结构的h1.6mn1.6o4，以及在h1.6mn1.6o4中的孔结构中嵌布和表面包覆的h2tio3。
2.如权利要求1所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛，其特征在于，所述的h1.6mn1.6o4中的孔结构包括大孔、小孔、介孔中的至少一种，优选为包含大孔、小孔、介孔中的两种以上的复合孔；
3.一种权利要求1或2所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，将多孔mn2o3和第一锂源进行第一水热反应，制得多孔锂锰氧化物；将多孔锂锰氧化物和第二锂源、钛源进行第二水热反应、焙烧处理，制得多孔li1.6mn1.6o4@li2tio3；再经酸处理，即得所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛。
4.如权利要求3所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛的制备方法，其特征在于，将锰源、碳源造孔模板剂、沉淀剂进行热处理，随后在含氧气氛下煅烧，制得所述的多孔mn2o3；
5.如权利要求3所述的嵌布结构的h1.6mn1.6o4@h2tio3复合锂离子筛的制备方法...
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