[发明专利]含吸波材料复合A型分子筛原粉及全沸石分子筛、它们的制备方法与应用

说明书

一种含吸波材料复合A型分子筛原粉及全沸石分子筛、它们的制备方法与应用，属于分子筛技术领域。该含吸波材料复合A型分子筛原粉包括微纳米尺寸的吸波材料，及以吸波材料为晶种原位生长得到的A型分子筛；通过成型、转晶、离子交换和活化工序能够将该含吸波材料复合A型分子筛原粉制成含吸波材料全沸石分子筛。本发明制得的含吸波材料全沸石分子筛能够深度吸附特异性分子，并经过微波加热快速再生。

技术领域

本发明涉及的是一种分子筛领域的技术，具体是一种含吸波材料复合A型分子筛原粉及全沸石分子筛、它们的制备方法与应用。

背景技术

锂离子电池主要由正极、负极和电解液组成，必须依靠锂离子通过电解液在正负极间所进行的嵌脱，才能充放电；在锂离子电池的首次充放电过程中，还会在电解液和电极材料间发生反应，形成固体电解质相界面膜（SEI），此膜对锂离子电池的性能具有重要影响。但电解液在生产过程中会不可避免的混入微量的水、酸和醇类等杂质，即使是性能优异的商品化电解液，这些杂质的含量也有约0.001%，但这些微量杂质仍会破坏和改变SEI膜的性质，从而降低电池的可逆容量与循环性能；此外，微量水会使电解液中的六氟磷酸锂盐发生分解，还可能与电解液中的有机溶剂反应生成醇，同时造成锂离子电池在充放电时消耗锂离子，生成LiOH、Li₂O、HF等物质，这些物质均可使锂离子电池性能恶化。因此电解液的纯度对锂离子电池的电化学性能具有重要影响。

由于分子筛吸湿能力强，性能优越，几乎可以用于各种溶剂的脱水，因此在实验室和工业上都得到了广泛的应用。对于锂离子非水电解液，理论上以合适的分子筛为原料制成锂型分子筛，可以有效地去除其中的微量水，以及与水分子尺寸相近的氟化氢和甲醇等小分子杂质。

专利申请CN200810050070.2（2008）公开了Li-LSX分子筛制备方法，该方法是通过钾离子水溶液对LSX多次交换得到K⁺-LSX，再通过铵根离子水溶液多次交换得到NH₄-LSX，最后锂交得到Li-LSX，锂交过程中需要回收NH₃促进Li交换；该方法采用NH₄⁺过渡的交换方法提高了Li的利用率，处理流程较为复杂，且由于低硅铝分子筛骨架自身较差的水热稳定性，在频繁的水热离子交换过程中存在破坏分子筛骨架的可能，致使最终的成品无法用于锂离子非水电解液除杂。该申请制得的Li-LSX无法用于锂离子非水电解液除杂的另一方面原因在于，其涉及的是分子筛原粉的制备，但在实际使用中，分子筛原粉往往须经过制球工艺制成小球才能正常使用；在制球工艺中，不可避免要加入粘结剂和其它添加物，所以即使前期Li交换度很高，经制球工艺过程以后，锂离子的含量必然会相应降低，同时在锂离子非水电解液深度吸附微量水时因粘结剂等材料中离子交换还会带来其它离子的二次污染，尤其钠离子污染对于锂离子非水电解液是致命的。

除了上述问题，大量锂离子非水电解液除杂过程中，还面临吸附了杂质的分子筛如何高效脱附再生的问题，以及控制吸附剂制造成本的问题。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

在诸多类型的分子筛中A型分子筛制取容易，成本廉价，更是可以通过与不同离子交换得到3A、4A、5A分子筛，进而实现针对不同尺寸分子的筛分、分离、吸附效果。有鉴于此，本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种含吸波材料复合A型分子筛原粉及全沸石分子筛、它们的制备方法与应用，制得的全沸石分子筛能够深度吸附特异性分子，并经过微波加热快速再生，提高活化再生效率。

本发明第一方面提供一种含吸波材料复合A型分子筛原粉，包括微纳米尺寸的吸波材料，以及以微纳米尺寸的吸波材料为晶种原位生长得到的A型分子筛，A型分子筛包覆吸波材料。

在一些技术方案中，微纳米尺寸的吸波材料包括碳化硅颗粒、碳化硅纤维、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、炭黑中一种或多种；A型分子筛为LTA（Linde Type A）型分子筛中的一种，典型地，如3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛。