【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及制備鋰離子篩膜領域，具體涉及一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法。
技術介紹
1、目前鹵水提鋰技術主要有沉淀法、溶劑萃取法、離子交換吸附法和離子篩吸附法等。其中，鋰離子篩吸附法具有吸附量大、可循環再生性能好以及較高的選擇性，因此鋰離子篩提鋰技術被認為是最具工業化潛力的提鋰技術。但是離子篩本身為粉狀形式，易在吸附過程中團聚，從而導致吸附量下降，吸附速率大幅降低，再生過程中溶損嚴重，不利于工業化提鋰生產。為了解決以上問題，多用造粒、成膜等方式，但吸附速率依舊緩慢。
2、電化學開關離子交換(esix)技術作為一種環境友好的離子分離方式，在各種離子的分離和回收方面受到了廣泛關注。該方法通過改變沉積在電極上的電活性離子交換材料(eixm)的氧化還原態來實現目標離子的可逆攝取和釋放，并且僅利用電能驅動逆離子交換就可以很容易地實現exim的再生，降低常規再生過程中造成的鋰離子篩溶損。
3、因此，傳統鋰離子篩存在吸附速率過慢，再生過程易溶損，無法滿足工業需求的問題，需要研發一種快速吸附的導電型鋰離子篩膜以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是要解決傳統鋰離子篩存在吸附速率過慢，再生過程易溶損，無法滿足工業需求的問題，而提供一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法。
2、本專利技術以sp-pda@pvdf為基膜，制備pth@hmo導電聚合物，并將其應用于esix過程中，開發出導電性能好、錳溶損低、可快速吸附的導電型鋰離子篩膜(pth
3、一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，具體是按以下步驟完成的：
4、一、制備sp-pda@pvdf膜：
5、①、將乙酸鈉緩沖溶液和鹽酸多巴胺混合均勻，再滴加高碘酸鈉溶液，混合均勻，得到混合液ⅰ；
6、②、使pvdf膜的一個表面接觸混合液ⅰ，另一面接觸空氣，保持此狀態將混合液ⅰ進行恒溫振蕩一段時間，pvdf膜的一個表面完成改性；
7、③、使pvdf膜未改性的一個表面接觸混合液ⅰ，另一面接觸空氣，保持此狀態將混合液ⅰ進行恒溫振蕩一段時間，再利用去離子水對pvdf膜的兩個表面進行水洗，最后烘干，得到sp-pda@pvdf膜；
8、二、制備pth@hmo導電聚合物：
9、①、將lioh·h2o和mno2在瑪瑙研缽中研磨，混合均勻后轉移到剛玉坩堝中，再放入馬弗爐中，升溫至煅燒溫度后煅燒一段時間，得到前驅體；使用hcl溶液對前驅體進行酸洗一段時間，再使用去離子水過濾洗滌，最后干燥，得到離子篩；
10、②、將離子篩加入到四氫呋喃中，超聲一段時間，再加入噻吩和無水fecl3，超聲一段時間，再利用冰浴控制反應溫度進行低溫攪拌反應一段時間，進行抽濾，再對得到的固體產物進行清洗，干燥，得到pth@hmo導電聚合物；
11、三、制備pth@hmo@sp-pda@pvdf導電聚合物：
12、將pth@hmo導電聚合物加入到無水甲醇中，超聲混合一段時間，得到混合液ⅱ；將sp-pda@pvdf膜浸入到混合液ⅱ中，再升溫至65℃，在攪拌條件下冷凝回流一段時間，再將膜取出使用去離子水清洗去除表面多余的聚合物，烘干，得到pth@hmo@sp-pda@pvdf，即為快速吸附導電型鋰離子篩膜。
13、本專利技術的原理：
14、一、本專利技術通過控制離子的交換過程，使離子可以克服阻力定向轉移，可以加速目標離子的吸附速率；聚噻吩(pth)作為一種具有高導電性的導電材料，可以提高離子篩的導電性能，加速離子在篩分過程中的傳輸速度，從而提高篩分效率；使用pth包覆hmo，制備出pth@hmo離子交換材料用于esix過程，大幅加速了鋰離子的吸附速率，更加符合工業化應用的需求；
15、二、本專利技術將pth包覆的離子篩與改性的sp-pda@pvdf基膜結合，形成三維網絡結構，提高比表面積，為離子篩提供更多的附著位點；通過化學氧化形成表面涂層pth，不僅提高了材料的結構穩定性和導電性，而且形成物理阻隔，減少電極中活性物質和電解液直接接觸，保護低價態mn3+，抑制歧化反應；導電型鋰離子篩膜結合esix技術，通過控制離子的交換過程，使離子可以克服阻力定向轉移，從而提高了鋰的吸附量和吸附速率，同時循環穩定性得到了明顯提升。
16、本專利技術的優點：
17、一、具有良好導電性能的聚噻吩(pth)作為表面涂層包覆離子篩(hmo)，減少了錳溶損問題，提高了鋰離子的吸附速率；
18、二、制備出pth@hmo離子交換材料用于esix過程，大幅加速了鋰離子的吸附速率，更加符合工業化應用的需求；
19、三、通過在sp-pda@pvdf膜上附載導電聚合物，實現了導電和吸附的雙重集成；
20、四、相比其他離子交換材料，導電型的鋰離子篩膜通常具有更長的使用壽命，減少了更換頻率和維護成本。
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1.一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于所述制備方法具體是按以下步驟完成的：
2.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的乙酸鈉緩沖溶液的濃度為50mmol/L，pH＝5.0；步驟一①中所述的高碘酸鈉溶液的濃度為15mmol/L～25mmol/L。
3.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的鹽酸多巴胺、乙酸鈉緩沖溶液和高碘酸鈉溶液的質量體積比為(0.1g～0.3g):80mL:20mL。
4.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一②和步驟一③中所述的恒溫振蕩的溫度為25℃，振蕩的速度為130r·min-1～140r·min-1，振蕩的時間為5h～7h；步驟一③中利用去離子水對PVDF膜的兩個表面進行水洗3次～5次，最后在50℃～70℃下烘干0.5h～1h。
5.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二①中所述的LiOH·H2O和MnO2的質量比為(0.5
6.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二①中使用濃度為1mol·L-1的HCl溶液對前驅體進行酸洗5h～7h，清洗的溫度為25℃，再使用去離子水過濾洗滌2次～3次，最后在50℃～70℃下干燥1h～2h。
7.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二②中所述的離子篩、無水FeCl3、噻吩和四氫呋喃的質量體積比為(0.4g～0.6g):(4g～5g):(0.6mL～1mL):(45mL～55mL)；步驟二②中所述的超聲的時間為5min～15min。
8.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二②中所述的低溫攪拌反應的溫度為5℃～10℃，時間為7h～8h；步驟二②中依次使用濃度為1mol/L鹽酸、甲醇和去離子水分別對得到的固體產物進行清洗2次～4次，再在70℃～90℃下干燥4h～6h。
9.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟三中所述的PTh@HMO導電聚合物的質量與無水甲醇的體積比為0.5g:(120mL～140mL)；步驟三中所述的超聲混合的時間為3min～5min。
10.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟三中所述的冷凝回流的時間為8h～9h，冷凝回流時的攪拌速度為30r·min-1～50r·min-1；步驟三中所述的烘干的溫度為50℃～70℃，烘干的時間為0.5h～1h。
...【技術特征摘要】
1.一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于所述制備方法具體是按以下步驟完成的：
2.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的乙酸鈉緩沖溶液的濃度為50mmol/l，ph＝5.0；步驟一①中所述的高碘酸鈉溶液的濃度為15mmol/l～25mmol/l。
3.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的鹽酸多巴胺、乙酸鈉緩沖溶液和高碘酸鈉溶液的質量體積比為(0.1g～0.3g):80ml:20ml。
4.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟一②和步驟一③中所述的恒溫振蕩的溫度為25℃，振蕩的速度為130r·min-1～140r·min-1，振蕩的時間為5h～7h；步驟一③中利用去離子水對pvdf膜的兩個表面進行水洗3次～5次，最后在50℃～70℃下烘干0.5h～1h。
5.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二①中所述的lioh·h2o和mno2的質量比為(0.5～0.8):(1～2)；步驟二①中所述的升溫的速度為5℃min-1～10℃min-1；所述的煅燒溫度為500℃～600℃；所述的煅燒的時間為5h～7h。
6.根據權利要求1所述的一種快速吸附導電型鋰離子篩膜的制備方法，其特征在于步驟二①中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李正，丁筱蘢，朱躍，李文可，宋鑫，劉美君，張蘭河，
申請(專利權)人：東北電力大學，
類型：發明
國別省市：
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