【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及離子提取用有機(jī)小分子電極材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于選擇性提取離子的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、液礦資源選擇性提取是指在液態(tài)礦物原料中，通過(guò)特定的物理、化學(xué)或生物技術(shù)手段，有選擇性地提取出對(duì)人類社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要的元素或化合物。以海洋資源、鹽湖資源為代表的液礦資源，存在資源豐富、元素種類多等優(yōu)點(diǎn)。
2、離子選擇性提取是指使用特定的材料或技術(shù)，如離子交換樹(shù)脂、膜分離技術(shù)等，有選擇性地從溶液中提取或去除特定離子的過(guò)程。然而，離子選擇性提取也存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。在實(shí)際的溶液中，往往含有多種離子，如何設(shè)計(jì)出具有高選擇性的提取材料或技術(shù)，是離子選擇性提取面臨的主要問(wèn)題之一。選擇性不足會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)離子與其他離子的混雜，影響提取效率和純度。操作成本問(wèn)題：離子選擇性提取通常需要使用特定的設(shè)備和材料，這些設(shè)備和材料的成本可能會(huì)比較高，這限制了離子選擇性提取技術(shù)的廣泛應(yīng)用。環(huán)境影響問(wèn)題：離子選擇性提取過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)品或廢物，這些副產(chǎn)品或廢物如果不妥善處理，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。材料穩(wěn)定性問(wèn)題：材料的副反應(yīng)，可能會(huì)導(dǎo)致材料損壞或溶液成分降解，影響提取效果。操作穩(wěn)定性問(wèn)題：離子選擇性提取過(guò)程的穩(wěn)定性可能會(huì)受到多種因素的影響，如溫度、ph值、溶液成分等，這可能會(huì)導(dǎo)致提取效果不穩(wěn)定。
3、為了解決上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)高性能的電極材料，并基于綠色電子的電化學(xué)離子提取技術(shù)實(shí)現(xiàn)液礦資源的選擇性提取，有望推動(dòng)液礦資源的開(kāi)發(fā)和利用。因此，基于資源豐富的有機(jī)元素開(kāi)發(fā)高性能元素選擇性提取材料，能夠?yàn)橐旱V資源選擇性提
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在提出一種有機(jī)小分子電極材料，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液礦資源的高性能選擇性提取。本專利技術(shù)的有機(jī)小分子材料的制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，價(jià)格低廉，易于實(shí)現(xiàn)，便于工業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的一方面提供了一種用于選擇性提取離子的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料為有機(jī)小分子材料，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料包含有c＝o、c＝n或n＝n官能團(tuán)，并且所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料具有芳香性；
3、其中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的制備方法包括：按照所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料含有的鹵素鍵、氨基或酸酐與硫化物通過(guò)化學(xué)計(jì)量比稱量相應(yīng)的原材料單體小分子材料，在有機(jī)溶劑、水溶液或者兩者的混合溶液中，并在保護(hù)氣氛下，于80-200攝氏度溫度下反應(yīng)5-12小時(shí)得到所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料。
4、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料含有的c＝o、c＝n或n＝n官能團(tuán)數(shù)量大于4。
5、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述原材料單體小分子材料為含有兩個(gè)以上鹵素或氨基的醌類材料、四甲酸酐、含有兩個(gè)以上鹵素的二甲酸酐。
6、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述硫化物材料為硫化鈉、硫化鋰或者九水硫化鈉。
7、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述有機(jī)溶劑為去離子水、n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺或者乙酸。
8、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在鹽湖鹵水中提鋰容量大于60mg/g，對(duì)鋰/鈉選擇分配系數(shù)大于80。
9、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在含鉻廢水中提取鉻的容量大于450mg/g。
10、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在含鉛廢水中提取鉛的容量大于1800mg/g。
11、在上述一方面提供的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的一個(gè)示例中，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在含金廢水提取金的容量大于1200mg/g。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面提供了一種一種權(quán)上述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在溶液相離子選擇性提取中的應(yīng)用。
13、有益效果：根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，基于綠色電化學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)液礦資源的電化學(xué)直接提取。此外，制備根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料的方法具有低成本、工藝簡(jiǎn)單、元素分離提取效率高的優(yōu)點(diǎn)，并且環(huán)境友好，能夠?qū)崿F(xiàn)鹽湖資源、海洋資源、工業(yè)污廢水資源化、海水淡化等的高效開(kāi)發(fā)和綜合利用，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。
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1.一種用于選擇性提取離子的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料為有機(jī)小分子材料，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料包含有C＝O、C＝N或N＝N官能團(tuán)，并且所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料具有芳香性；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料含有的C＝O、C＝N或N＝N官能團(tuán)數(shù)量大于4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述原材料單體小分子材料為含有兩個(gè)以上鹵素或氨基的醌類材料、四甲酸酐、含有兩個(gè)以上鹵素的二甲酸酐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述硫化物材料為硫化鈉、硫化鋰或者九水硫化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為去離子水、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或者乙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在鹽湖鹵水中提鋰容量大于60mg/g，對(duì)鋰/鈉選擇分配系數(shù)大于80。
7.根
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在含鉛廢水中提取鉛的容量大于1800mg/g。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在含金廢水提取金的容量大于1200mg/g。
10.一種權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料在溶液相離子選擇性提取中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于選擇性提取離子的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料為有機(jī)小分子材料，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料包含有c＝o、c＝n或n＝n官能團(tuán)，并且所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料具有芳香性；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料含有的c＝o、c＝n或n＝n官能團(tuán)數(shù)量大于4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述原材料單體小分子材料為含有兩個(gè)以上鹵素或氨基的醌類材料、四甲酸酐、含有兩個(gè)以上鹵素的二甲酸酐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述硫化物材料為硫化鈉、硫化鋰或者九水硫化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電化學(xué)官能團(tuán)電極材料，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為去離子水、n-甲基吡咯烷酮、n，n...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：衛(wèi)文飛，劉忠，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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