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低维纳米立方相Li4Mn5O12的制备及锂吸附性能
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ028[化学工程] TQ424
  • 作者机构:[1]华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237
  • 相关基金:国家自然科学基金(20906022); 上海市科委纳米专项基金(0852nm021)
中文摘要:

以MnSO4·H2O和(NH4)2S2O8为原料通过控制水热反应条件合成了纯的四方相β-MnO2纳米氧化物,进一步通过低温固相法制备了立方相Li4Mn5O12,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性的MnO2离子筛.用XRD、HRTEM、SAED、吸附等温线、吸附动力学及共存金属离子的分配系数等手段对产物的晶相结构和Li+选择性吸附性能进行了研究.HRTEM和SAED图像表明氧化物MnO2、前驱体Li4Mn5O12和离子筛MnO2均为低维纳米棒.离子筛的最大吸附量达到6.6mmol/g,且当Li+初始浓度仅为5.0mmol/L时,离子筛的吸附量即可达到约5.0mmol/g,这对于在海水或锂离子浓度极低的盐湖卤水提锂具有重要的实用意义.

英文摘要:

Pure β-MnO2 oxide was synthesized by hydrothermal synthesis of MnSO4-H2O and(NH4)2S2O8.Spinel-type Li4Mn5O12 precursors were synthesized via low temperature solid-phase reaction.Furthermore,MnO2 ion-sieves with Li^+ selective adsorption property were prepared by the acid treatment process to completely extract Li^+ from the spinel Li4Mn5O12 precursor.The effects of hydrothermal and solid-phase reaction process on the nanostructure,chemical stability and ion-exchange property of the ion-sieve material were examined with XRD,HRTEM,SAED,and Li^+ selective adsorption measurements.The results show that Li4Mn5O12 precursor and final MnO2 ion-sieve are effectively controlled within low-dimensional structure,indicating that low temperature solid-phase reaction is more favorable to control the nanocrystalline structure than traditional high-temperature calcination process.The Li^+ selective adsorption capacity is improved remarkably to 6.6 mmol/g at equilibrium and about 5.0 mmol/g at the initial Li^+ concentration of only 5.0 mmol/L,which is significant for lithium extraction from aqueous solutions with very low lithium content.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274