[发明专利]用于海水提锂的HTO/纤维素气凝胶微球的制备方法

说明书

用于海水提锂的HTO/纤维素气凝胶微球的制备方法，它为了解决现有锂离子筛呈粉末状，不易回收以及吸附率较低的问题。制备方法：一、将TiO₂和Li₂CO₃的混合物在空气中进行热处理，得到锂钛氧化物；二、将锂钛氧化物分散在稀盐酸中，经过洗涤、干燥后得到HTO粉末；三、将ɑ‑纤维素加入到离子液体中，油浴中加热搅拌，得到纤维素溶液，然后将HTO粉末添加到纤维素溶液中，HTO/纤维素混合溶液滴入乙醇凝固浴中，得到水凝胶微球，最后进行冷冻干燥。本发明制备的HTO/纤维素气凝胶微球易回收，拥有丰富的孔道结构，能让HTO上更多锂吸附的活性位点直接暴露于含锂的溶液中，实现快速高效的吸附脱附锂。

技术领域

本发明涉及用于海水提锂的气凝胶微球的制备方法，具体是一种可用于海水提锂的绿色、高效、可再生的HTO/纤维素气凝胶微球的制备方法。

背景技术

锂是现代社会最重要的资源之一，广泛应用于陶瓷，玻璃，制药，核工业和知名电池技术等众多领域。因此，对各种应用的锂需求不断增长，需要探索和处理所有可行的资源。而海洋含有2.6×10¹¹吨锂，浓度约为0.21ppm，可以作为未来锂最理想的供应来源。目前，最高效的选择性的从海水中提锂的方法是利用锂钛氧化物(简称锂离子筛，HTO)对锂离子的选择性吸附。然而，锂钛氧化物作为粉末状物质，具有不易回收，损失量大，吸附速率慢，土柱实验消耗能量大等缺点，严重影响了其工业应用。

中国专利CN201811336738.X《一种片状Li₄Mn₅O₁₂离子筛前驱体及离子筛的制备方法》，该专利公开了利用锂盐、硝酸锰和水干燥活化，焙烧之后得到片状Li₄Mn₅O₁₂离子筛前驱体，脱锂之后得到MnO₂·0.3H₂O离子筛，用于盐湖海水提锂。但其主要针对海水锂离子提取的离子筛的制备，没有考虑在实际应用中，粉末的易损失，吸、脱附速率慢等弊端，无法满足工业要求。

中国专利CN201110445347.3《锂离子筛膜及其制备方法》中公开了将锂离子筛前驱体的溶胶负载在陶瓷管上，脱锂后对含锂溶液中锂具有一定选择透过性的锂离子筛膜。该专利公布的锂离子筛膜在工业应用中，面临着由于陶瓷管的密度比大多数有机材料大而导致锂离子筛在膜上的相对含量太少，从而导致相对吸附量太低。同时陶瓷管的亲水性不如亲水的纤维素，对锂溶液的渗透量相对较低，吸附率降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有锂离子筛呈粉末状，不易回收以及吸附率较低的问题，而提供一种用于海水提锂的HTO/纤维素气凝胶微球的制备方法。

本发明用于海水提锂的HTO/纤维素气凝胶微球的制备方法按照以下步骤实现：

一、LTO粉末的制备：按照质量比为1：1将Li₂CO₃粉末和TiO₂粉末混合并放入球磨机中研磨，随后在650～750℃下加热处理，得到锂钛氧化物(LTO)；

二、HTO粉末的制备：将锂钛氧化物分散在稀盐酸中，得到Li⁺吸附剂，经过洗涤、干燥后得到HTO粉末；

三、HTO/纤维素气凝胶微球的制备：将ɑ-纤维素加入到离子液体中，油浴中在85～95℃下搅拌，得到纤维素溶液，然后将HTO粉末添加到纤维素溶液中，得到HTO/纤维素混合溶液，HTO/纤维素混合溶液用滴管滴加到乙醇凝固浴中进行固化，得到水凝胶微球，水凝胶微球经洗涤后进行冷冻干燥，得到用于海水提锂的HTO/纤维素气凝胶微球；

其中步骤三中HTO粉末与ɑ-纤维素的质量比为0.5～4：4。