磁性纳米锂离子筛吸脱附性能研究【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科生毕业论文本科毕业论文开题报告化学工程与工艺磁性纳米锂离子筛吸脱附性能研究一、综述锂离子概况，说明选题的依据和意义锂及其盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资，也是与人们生活息息相关的新型绿色能源材料，广泛用于玻璃、陶瓷、润滑剂、制冷剂、冶金、制药和化学试剂等行业。锂被公认为是“推动世界进步的能源金属”。近年来，锂电池被广泛用于手机、电脑等家电领域，锂电池驱动的汽车也比比上演，有的己进入实用阶段。21世纪，随着人类对清洁能源需求的高涨和低价锂盐生产的增长，锂能源必将深刻地影响人类的生活，据预测它有希望成为取代传统矿物燃料作为大型设备的动力源;在核聚

2、变发电研究领域，锂有“21世纪新能源”之称，极可能是将来锂的最大应用领域。自然界中锂元素主要富存于伟晶岩、盐湖卤水、海水、地热水等矿床。现已开采利用的锂资源主要是伟晶岩(包括锂辉石、透锂长石、锂磷铝石和锂霞石等)和盐湖，特别是以近年发展起来的盐湖锂资源为主。随着人类对锂需求的不断扩大，未来锂资源的供给必将受到限制。因此，人类势必会把目光投向浩瀚的、蕴藏丰富矿产资源的海洋。海水中的锂资源储量约2.6×1011t，是陆地锂资源总量的一万余倍。因此海水提锂技术研究引起了广泛的关注。国外日本、美国等工业发达国家已从事多年海水提锂的研究，并取得了一定进展;国内也有一部分科

3、研人员从事该领域的研究。35本科生毕业论文目前国内外在盐湖卤水和海水提锂方面的研究主要集中于对尖晶石型锂吸附剂(又称锂离子筛)的研究。本文着眼于此，继承前人的研究成果和经验，开展了对新型锂离子筛吸附剂的合成及其吸附性能的研究。从研究合成锂锰氧化物的最佳条件入手，进一步考察了制备锂吸附剂的主要影响条件及影响锂吸附剂吸附性能的外界因素。通过试验测定锂吸附剂前驱体的酸洗数据和锂吸附剂的吸附数据，由此绘制酸洗曲线和吸附曲线，探讨达到酸洗平衡和吸附平衡的大致时间及主要影响因素，并进一步作了有关热力学方面的一些工作。本研究成功制备了锂吸附剂，验证了其对锂的吸附特性，并得出一

4、些相关数据，为盐湖卤水和海水提锂工艺走向工业化提供了一定的理论依据和技术支持。无机离子筛型锂锰氧化物在Li+嵌入前后能保持尖晶石结构不变,因此对锂有特殊的吸附选择性,并且受海水中大量共存的碱金属、碱土金属离子的干扰较小。目前,已经有不少研究者将锂离子筛用于纯锂溶液和富含锂离子的海水中进行吸附,主要有LiMnO2、Li1.33Mn1.67O4、Li1.6Mn1.6O4以及分别将其酸处理后生成的λ-MnO2、MnO2·0.31H2O、MnO2·0.5H2O。其中MnO2·0.5H2O对锂的吸附量最大,可达到40mg/g,但在理论研究方面还不完善。吸附平衡实验尤其是吸

5、附等温线的研究,对优化锂离子筛吸附锂的吸附过程及其重要。本研究通过水热法制备出γ-MnOOH,并以此为原料来合成锂离子筛,采用XRD和SEM对产物进行表征;最后对所制备的锂离子筛进行吸附平衡研究。从盐湖水、地下卤水、盐田母液、油气田水等咸水资源中提取锂的方法有碳酸盐沉淀法、离子交换法、萃取法等。离子交换吸附法工艺简单、回收率高、选择性好，比其他方法有更大的优越性，从稀溶液中提取锂以离子交换与吸附法最有实际应用意义。这种方法的技术关键是寻找一种对锂离子有特异选择性和记忆性的交换机。离子记忆无机材料（离子筛）的出现使直接从上述锂资源中提取锂成为可能。该交换剂的制备方

6、法有溶胶凝胶合成法、水热合成法和高温固相合成法等。其中高温固相合成法有先将氧化物用盐溶液吸附饱和后高温结晶的方法和共沉淀/热结I晶的方法等，后一种方法可以将特定的离子按照一定的组成结构组装到分子孔道中，被人们广泛采用。本文具有尖晶石结构的离子记忆无机离子交换剂，并进行了研究结果，表明该交换剂对锂的交换容量大、选择性好、是一种有应用前景的锂离子筛。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：1.制备、合成出含有锂、锰、铁结构氧化物的前躯体，根据二氧化锰晶型的不同，分为α-型、β-型、λ-型、δ-型，其中λ-型是一种对锂离子具有特殊吸附效应的结构，由原料按一定的摩尔比进行

7、配制,然后经球磨、干燥、造粒、压片,最后放入高温炉中于不同温度、不同时间的氧化气氛下被烧。35本科生毕业论文2.最有工艺的选取，在查找的文献中，选取几条适合的工艺路线，并对其进行推敲与筛选，在不相同的条件下，相同产物的比较以及相同条件下，不同产物的比较，期间利用通过饱和交换容量绘制出PH滴定曲线，结合整理出分配系数等。3.各种手段的表征，在制备出不同参数（如：温度、浓度、反应流速等）条件下的产品对其进行表征，初步设计到的方法有：BET、XRD、热重分析、磁性强度测量、扫描电镜、投射电镜等。4.前景展望。在知道老师的帮助下，完成时间进度，整理实验数据，分析出锂离子

8、筛的工业适用性，确定一定