盐湖提锂吸附材料的合成
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(1)离子交换机理： LiMn2O4+H+→HMn2O4+Li+ HMn2O4+Li+→LiMn2O4+H+ (2)氧化还原机理： 4(Li)[MnⅢMnⅣ]O4 + 8H+ →3(□)[Mn2Ⅳ]O4 + 4Li+ + 2Mn2+ + 4H2O 4(□)[Mn2Ⅳ]O4 + nLiOH → 4(Lin□1-n)[MnnⅢMn2nⅣ]O4 + nH2O + nO2 (3)氧化还原和离子交换复合机理: (Lin-y□1-n+y)[Liy□x-yMn2ⅢMn2-x-zⅣ]O4 其中1≤n≤1.33，0≤x≤0.33，0≤z≤1，y≤x，n≤1+x
预期成果
预期成果如下： （1）通过对溶胶-凝胶法制备锂锰氧化物的吸附性能研 究，系统性的对比得出若干种锂锰氧化物的吸附效果； （2）研究出若干种金属掺杂锂离子筛的吸附性能； （3）研究出锂离子筛结合载体的吸附性能； （4）设计制备新型合成锂吸附材料并研究出其吸附性能； 本项目完成后将在国内外有影响的杂志上发表1篇左 右的学术论文，或申请中国发明专利1项。
小组成员介绍及分工
丁浩峰：化工学院 化工101班，领导能力较强，有较多的创新点子，实践操作能
力强，善于思考总结，能熟练使用AutoCAD，Solidwords，Origin等软件。 涂湃：化工学院 化工101班，获华东理工大学2010-2011年度综合课程三等奖，国 家励志奖学金，社会工作奖B等文献检索能力强，常用数据库查询熟练掌握。 李鉴之：化工学院 化工106班，理论知识扎实，化学有关科目均85以上，具有极 强的动手能力，喜欢钻研新鲜事物，社会工作强，具有广泛的交际范围。 陈天俊：化工学院 工材101班， 2011年巴斯夫化工建模大赛三等奖，实验成绩平 均90以上，理解能力强，思想活跃，动手能力强。
离子筛的设计合成 离子筛晶体形貌和尺寸对吸附性能的影响
实际吸附量与理论吸附量存在的偏差
无机氧化物分离材料的结构及吸附机理的认识
项目创新点
系统比较溶胶-凝胶法 首次尝试离子筛与载体结合
进行一部分前沿领域的探索
自主探索，独立科研
前期准备工作
• 进行了以树脂为载体功能化搭载吸附基团，研究了不同负 载量与负载基团的条件下对不同镁锂比溶液的吸附效果， 测定了静态以及动态吸附曲线，进行了多次吸附-解吸实 验，取得了大量数据。 • 研究了以硅藻土为载体进行的负载实验，比较了不同载体 情况下的吸附效果。 • 采用溶胶-凝胶法制备锂锰氧化物离子筛进行吸附实验， 课题组制备了一部分样品，进行了初步实验，效果较好。
备用图
离子液体分子动力学模型
项目进度安排和实施条件
• • • • 2012.4-2012.5 项目开题答辩前期准备工作； 2012.5-2012.7 阅读相关文献，确定实验方案； 2012.7-2013.2 进行实验，准备中期审查； 2013.2-2013.10 中后期探索性工作，准备撰写论文，项目结题。 项目主要依托漆志文教授课题组的现有设备展开，前驱体制备条件 相对简单，设备如下： (1)电加热台，搅拌器； (2)真空泵； (3)烘箱（德国Binder）； 后期研究需要煅烧使用的马弗炉，以及位于实验16楼8楼的离子 色谱，考虑到相关数据的可靠性，预计需要使用分析检测中心的红 外光谱，XRD，扫描电镜等设备。
项目思路与计划
离子液体制备TiO2
以异丙醇钛为 前驱体、1-丁 基-3-甲基咪唑 四氟硼酸盐为 介质，通过微 波加热，在20 分钟内即得到 了尺寸、形貌 可控的锐钛矿 TiO2 纳米晶体
常 规 离 子 液 体
利用离子液体可控制备TiO2纳米晶体 纳米尺度效应
几种纳米尺度的TiO2产物的TEM图像
离子筛的制备及筛分效应示意图
Li+的脱嵌(a)与嵌入(b)示意图
离子筛的研究成果
尖晶石型 锂锰氧化合物三维孔道示意图
LixMnyOz 三元复合氧化物中四面体位（a） 和八面体位（b）Li+吸附中心的团簇结构 尖晶石LiMn2O4微观结构示意图
二氧化锰离子筛合成示意图
目前离子筛提锂存在的主要问题
小组成员分工
丁浩峰：反应设计、原料采购、样品分析测试、实验报告书写 涂湃：反应设计、反应操作及后处理、即时实验记录、实验报告书写 李鉴之：查找翻译整理文献、原料采购、样品分析测试、实验报告书写 陈天俊:查找翻译整理文献、反应操作及后处理、即时实验记录、实验报告书写
感谢各位评审专家！
盐湖提锂方法
沉淀法
•碳酸盐沉淀法 •铝酸盐沉淀法 •硼镁、硼铝沉淀 等方法
吸附法
•离子交换树脂
萃取法
•单一萃取体系 •协同萃取体系
•硅藻土 •离子筛
吸附法提锂材料的发展
关键：
性能优良的吸附剂
关键：
骨架上的活性基团
优势：Hale Waihona Puke Baidu
工艺简单 回收率高
优势：
稳定性良好 再生反复利用
特点：
“筛效应”
离子筛提锂机理研究及制备
盐湖提锂吸附材料的合成
指导老师：陈立芳 项目负责人：丁浩峰 参与组员：涂湃、李鉴之、陈天俊
锂的应用价值和意义
我国锂资源
总储量
• 世界第二，仅次于 玻利维亚 • 金属锂计为271万吨
工业生产现状
锂矿床
• 四川康定 • 氧化锂储量 1.03×106 t
盐湖卤 水锂资 源
• 青藏高原 • 青海和西藏盐湖
预期成果
预期成果如下： （1）通过对溶胶-凝胶法制备锂锰氧化物的吸附性能研 究，系统性的对比得出若干种锂锰氧化物的吸附效果； （2）研究出若干种金属掺杂锂离子筛的吸附性能； （3）研究出锂离子筛结合载体的吸附性能； （4）设计制备新型合成锂吸附材料并研究出其吸附性能； 本项目完成后将在国内外有影响的杂志上发表1篇左 右的学术论文，或申请中国发明专利1项。
小组成员介绍及分工
丁浩峰：化工学院 化工101班，领导能力较强，有较多的创新点子，实践操作能
力强，善于思考总结，能熟练使用AutoCAD，Solidwords，Origin等软件。 涂湃：化工学院 化工101班，获华东理工大学2010-2011年度综合课程三等奖，国 家励志奖学金，社会工作奖B等文献检索能力强，常用数据库查询熟练掌握。 李鉴之：化工学院 化工106班，理论知识扎实，化学有关科目均85以上，具有极 强的动手能力，喜欢钻研新鲜事物，社会工作强，具有广泛的交际范围。 陈天俊：化工学院 工材101班， 2011年巴斯夫化工建模大赛三等奖，实验成绩平 均90以上，理解能力强，思想活跃，动手能力强。
离子筛的设计合成 离子筛晶体形貌和尺寸对吸附性能的影响
实际吸附量与理论吸附量存在的偏差
无机氧化物分离材料的结构及吸附机理的认识
项目创新点
系统比较溶胶-凝胶法 首次尝试离子筛与载体结合
进行一部分前沿领域的探索
自主探索，独立科研
前期准备工作
• 进行了以树脂为载体功能化搭载吸附基团，研究了不同负 载量与负载基团的条件下对不同镁锂比溶液的吸附效果， 测定了静态以及动态吸附曲线，进行了多次吸附-解吸实 验，取得了大量数据。 • 研究了以硅藻土为载体进行的负载实验，比较了不同载体 情况下的吸附效果。 • 采用溶胶-凝胶法制备锂锰氧化物离子筛进行吸附实验， 课题组制备了一部分样品，进行了初步实验，效果较好。
备用图
离子液体分子动力学模型
项目进度安排和实施条件
• • • • 2012.4-2012.5 项目开题答辩前期准备工作； 2012.5-2012.7 阅读相关文献，确定实验方案； 2012.7-2013.2 进行实验，准备中期审查； 2013.2-2013.10 中后期探索性工作，准备撰写论文，项目结题。 项目主要依托漆志文教授课题组的现有设备展开，前驱体制备条件 相对简单，设备如下： (1)电加热台，搅拌器； (2)真空泵； (3)烘箱（德国Binder）； 后期研究需要煅烧使用的马弗炉，以及位于实验16楼8楼的离子 色谱，考虑到相关数据的可靠性，预计需要使用分析检测中心的红 外光谱，XRD，扫描电镜等设备。
项目思路与计划
离子液体制备TiO2
以异丙醇钛为 前驱体、1-丁 基-3-甲基咪唑 四氟硼酸盐为 介质，通过微 波加热，在20 分钟内即得到 了尺寸、形貌 可控的锐钛矿 TiO2 纳米晶体
常 规 离 子 液 体
利用离子液体可控制备TiO2纳米晶体 纳米尺度效应
几种纳米尺度的TiO2产物的TEM图像
离子筛的制备及筛分效应示意图
Li+的脱嵌(a)与嵌入(b)示意图
离子筛的研究成果
尖晶石型 锂锰氧化合物三维孔道示意图
LixMnyOz 三元复合氧化物中四面体位（a） 和八面体位（b）Li+吸附中心的团簇结构 尖晶石LiMn2O4微观结构示意图
二氧化锰离子筛合成示意图
目前离子筛提锂存在的主要问题
小组成员分工
丁浩峰：反应设计、原料采购、样品分析测试、实验报告书写 涂湃：反应设计、反应操作及后处理、即时实验记录、实验报告书写 李鉴之：查找翻译整理文献、原料采购、样品分析测试、实验报告书写 陈天俊:查找翻译整理文献、反应操作及后处理、即时实验记录、实验报告书写
感谢各位评审专家！
盐湖提锂方法
沉淀法
•碳酸盐沉淀法 •铝酸盐沉淀法 •硼镁、硼铝沉淀 等方法
吸附法
•离子交换树脂
萃取法
•单一萃取体系 •协同萃取体系
•硅藻土 •离子筛
吸附法提锂材料的发展
关键：
性能优良的吸附剂
关键：
骨架上的活性基团
优势：Hale Waihona Puke Baidu
工艺简单 回收率高
优势：
稳定性良好 再生反复利用
特点：
“筛效应”
离子筛提锂机理研究及制备
盐湖提锂吸附材料的合成
指导老师：陈立芳 项目负责人：丁浩峰 参与组员：涂湃、李鉴之、陈天俊
锂的应用价值和意义
我国锂资源
总储量
• 世界第二，仅次于 玻利维亚 • 金属锂计为271万吨
工业生产现状
锂矿床
• 四川康定 • 氧化锂储量 1.03×106 t
盐湖卤 水锂资 源
• 青藏高原 • 青海和西藏盐湖