聚氯乙烯锂离子筛膜的制备及其在卤水中的锂吸附性能

作     者：王蕾 王磊 WANG Lei;WANG Lei

作者机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西省膜分离重点实验室陕西省膜分离技术研究院西安710055 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第9期

页      面：5107-5123页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0701[理学-数学] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究专项基金(2019 JM-596) 陕西省技术创新引导计划基金(S2019-YD-CGXNX-0049) 陕西省科技成果转移与推广计划(2018 SJRG-X-02)。 

主　　题：锂离子筛 聚氯乙烯 盐湖卤水 吸附 膜 分离 

摘      要：锂离子筛的成型技术对于其在卤水中的工业化生产应用具有重要意义。以聚氯乙烯(PVC)为成膜材料,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP_(k30))为改性剂,制备了负载Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)的PVC锂离子筛前驱体膜,研究了膜经稀盐酸抽锂后得到的PVC锂离子筛膜对锂的吸附性能及循环吸附解吸性能等,并对离子筛膜进行了吸附动力学及吸附等温模型分析。结果表明:PVC浓度为10wt%,PMMA的添加量为6wt%,PVP_(k30)的添加量为2wt%,Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)含量为20wt%联用时,制得的离子筛膜吸附量为1336.30 mg/m^(2)。经0.1 mol·L^(−1)HCl溶液解吸,约2 h时解吸达到平衡,锰的溶损率为0.56%左右。在卤水中进行了10次循环吸附解吸过程,吸附量降至1294.16 mg/m^(2),吸附量仅损失了3%。在含有多种复杂离子如Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)和Ca^(2+)的卤水中,锂离子筛膜对Li^(+)有很高的选择性。说明该PVC锂离子筛膜结构稳定,循环利用性能优异,有利于其工业化应用。PVC锂离子筛膜的吸附过程更符合伪二级动力学方程及Langmuir吸附等温模型,说明该吸附过程的吸附类型为单分子层化学吸附。膜状的离子筛对于从盐湖卤水等液态锂资源中提取锂具有很大的开发潜力。