[发明专利]一种提锂杂化膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于提锂杂化膜技术领域，具体涉及一种提锂杂化膜及其制备方法和应用。

背景技术

金属锂(Li)是一种稀有金属，外观呈银白色，同时，它也是自然界最轻的金属。锂作为21世纪的新能源，广泛应用于电子元件、医疗器械、石英表、家用电器等不同领域。此外，金属锂也是军事工业上具有战略意义的物资，可以作为原子反应堆中的控制棒、信号弹、照明弹的红色发光剂和飞机用的稠润滑剂。同时，锂-铝合金、锂-铝-镁合金等都是制造飞机、轮船的结构材料，也是氢弹、火箭、核潜艇和新型喷气飞机的重要燃料，在原子能技术及冶金等方面也都有广泛的用途。自然界中的锂主要来源于两部分：一是盐湖卤水锂；二是矿石锂。在世界范围内，卤水锂占锂资源总量的1/3，而我国卤水锂所占的比例达79％，是我国锂资源的重要来源。由于卤水锂除四川和湖北有少量资源外(地下卤水)，主要分布于青海和西藏的盐湖中，受制于地势，并不适合开采，而且成本高、污染大。

目前，盐湖卤水提锂的方法主要有沉淀法、蒸发结晶法、溶剂萃取法和吸附剂法。其中，吸附剂法是利用对锂离子有选择性吸附能力的吸附剂来吸附锂离子，再将锂离子洗脱下来，达到锂离子与其他在杂质离子分离的目的。目前，可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等。有机膜材料具有适应性大、应用范围广、吸附选择性好、稳定性高等优点，因此国内外对有机膜在水处理方面的应用进行了大量的研究。目前，有机膜可用于去除废水中的重金属、脂肪酸钠盐、阴离子表面活性剂、酚类物质、稀土元素、对苯二甲酸、苯胺、氟离子等。但在水处理过程中，有机膜会受到氧化剂的氧化，铁、硅、油等物质的污染以及前级膜材料本身带有的分解产物和碎块的污染，而且还可能发生热降解，从而引起膜性能劣化，使用效果下降。

发明内容

本发明主要提供了一种提锂杂化膜及其制备方法和应用，改进了传统膜材料提锂效率低、再生差的问题，具有一定的经济效益和社会价值。其技术方案如下：

一种提锂杂化膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：H₂O配制合成NaA分子筛；

(2)将NaA分子筛浸渍于锂离子溶液中，搅拌4-6h后取出NaA分子筛并烘干；

(3)对NaA分子筛进行酸洗；

(4)将NaA分子筛放置于N,N-二甲基甲酰胺中进行超声分散，然后取出NaA分子筛加入聚合物溶液中，得铸膜液；

(5)将铸膜液倒在无纺布上流涎成膜并静置除泡，然后将形成的膜浸入去离子水中，隔段时间更换一次水，一天后取出风干，并按规格裁剪，得提锂杂化膜。

优选的，步骤(1)中SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：H₂O的摩尔比为2:1:1:(170-190)。

优选的，步骤(2)中所述锂离子溶液为LiCl溶液，LiCl溶液的浓度为0.1-1M。

优选的，步骤(3)中使用HCl、H₂SO₄或HNO₃溶液对NaA分子筛进行酸洗脱除锂离子。

优选的，步骤(4)中所述聚合物溶液为聚氯乙烯树脂、聚醚砜或聚偏氟乙烯溶液。

一种提锂杂化膜，其由上述方法制备而成。

一种提锂杂化膜在从含镁锂的卤水中提取金属锂的应用。

采用上述提锂杂化膜及其制备方法和应用，本发明具有以下优点：

本发明方法制备的分子筛/有机杂化膜可以选择提锂，分子筛是具有均匀的微孔且与一般分子大小相当的一类无机材料，具有较大的比表面积及吸附容量，内晶表面高度极化，表面有很高的酸位与活性位。将分子筛与有机聚合物结合成膜，结合分子筛良好的水热稳定性、高吸附容量、较大的比表面积和有机膜的渗透性能，制备出新型的提锂杂化膜材料，改进了传统膜材料提锂效率低、再生差的问题，可以高效的提取盐湖卤水中的锂，具有一定的经济效益和社会价值。

附图说明

图1为盐湖卤水采用实施例1中的提锂杂化膜处理时的浓度曲线图。

具体实施方式

实施例1