复合多级孔材料的制备及其在高镁锂比卤水中同步选择性分离锂和铷元素的基础研究

Lithium and rubidium element has a wide range of applications due to high value in the industry. The waste brine Lake produced during the development process of salt lake contains a large number of lithium and rubidium elements. If not addressed, it is not only caused a serious waste of resources but also environmental damage Salt Lake. In brine waste, lithium and rubidium ions coexist with a number of other alkaline earth metal ions. All the elements are similar to chemical properties of lithium, especially magnesium ions. Which makes greater technical difficulty in the extraction and separation of lithium and rubidium from the lakes brine waste. To solve this problem, we intends to use natural cellulose and CTAB as dual-template, combined with ion imprinting technology and modification technology to build hybrid hierarchical porous material for dual-adsorption system synchronized efficient selective separation and enrichment of lithium elements and rubidium elements. Reveal separation adsorption mechanism of selective hierarchical porous material elements; and explore the impact between structure and highly selective ligand for lithium, and study the adsorption and separation behavior. Reveal chemical equilibrium kinetics, thermodynamic properties of selective adsorption/release process.

锂元素和铷元素作为高价值金属在各行业有着广泛的应用。盐湖开发过程中的产生的老卤和选矿母液产生的大量废液中含有大量高价值锂元素和铷元素。如果不加以处理，会造成了盐湖资源的严重浪费和环境破坏。老卤废液中的锂、铷离子与大量其他碱土金属离子共存。尤其是与其化学性质相近的镁离子共存使从盐湖中提取分离锂和铷的技术难度较大。为了解决这一困难，项目拟以天然纤维素纳米晶和CTAB为双模板，再结合离子印迹技术和改性技术，构建复合多级孔材料双吸附体系；实现同步高效选择性分离/富集锂元素和铷元素的目的。揭示复合多级孔材料锂和铷元素的选择性吸附分离机理；探索高选择性配体的结构对锂、铷元素的吸附与分离行为的影响。揭示选择性吸附/释放过程中的化学平衡动力学、热力学性质。为该类复合材料在锂元素和铷元素的循环利用等领域提供科学依据。

锂元素和铷元素作为高价值金属在各行业有着广泛的应用。我国西部盐湖蕴藏着丰富的锂和铷资源，具有很好的开发利用前景，但老卤废液中的锂、铷离子与大量其他碱土金属离子共存。尤其是与其化学性质相近的镁离子共存使从盐湖中提取分离锂和铷的技术难度较大，如何经济有效地分离锂和铷是盐湖化学和化工分离领域的研究热点和难点。本项目在执行期间，利用水热法、模板法、溶胶-凝胶法和表面印迹技术，制备出系列对盐湖卤水中锂和铷离子具有高吸附容量和高选择性的分子印迹复合材料。在对提锂(铷)材料的表面化学组成、孔结构与形态、表面活性位点的研究基础上，考察了表面结构和化学性质对材料的分离性能的影响，探索印迹材料对盐湖卤水中锂(铷)离子的选择性分离机制和规律。结果表面，所制备的印迹材料对锂和铷具有协同吸附效果，对锂和铷的最大吸附量能够分别达到34.00 mg/g和31.32 mg/g。本项目制备的具有提锂(铷)功能的复合材料具有较高的吸附容量、选择性和良好再生性能，在化工分离和资源利用上均有潜在的经济和社会效益。