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尖晶石型LiMn2O4的水热合成及其锂吸附性能
  • ISSN号:1009-606X
  • 期刊名称:《过程工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ028.15[化学工程] TQ424.2
  • 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:国家自然科学基金资助项目(编号:20906022);上海市科委纳米专项基金资助项目(编号:0852nm021)
中文摘要:

以Mn(NO3)2,LiOH和H2O2为原料,通过控制水热反应条件直接合成了尖晶石型LiMn2O4纳米线,经酸浸脱锂后得到对Li^+具有特殊选择性吸附的离子筛.用XRD,HRTEM,SAED和共存金属离子的分配系数等手段对产物的晶相结构及吸附性能进行了研究.结果表明,水热反应条件对前驱体结构有较大影响,前驱体LiMn2O4和离子筛MnO2均为一维纳米线,离子筛对不同金属离子的选择性吸附顺序为Li^+〉Ca^2+〉Mg^2+〉Na^+〉K^+,说明离子筛具有较高的Li^+选择性.Li^+的分配系数为16770.63mL/g,是高温焙烧样品(7917.49mL/g)的2.12倍,表明一维纳米MnO2离子筛对Li^+的选择性吸附性能有显著提高.

英文摘要:

Spinel-type ternary LiMn2O4 nanowires were synthesized via direct hydrothermal synthesis with Mn(NO3)2, LiOH and H2O2. The final low-dimensional MnO2 nanorod ion-sieve with selective adsorption property to lithium ion was prepared and further modified by acid treatment to completely extract lithium ions from the Li-Mn-O lattice. The effects of hydrothermal reaction conditions on the nanostructure, chemical stability and ion-exchange property of the LiMn2O4 precursor and MnO2 ion-sieve were systematically examined via XRD, HRTEM, SAED and lithium ion selective adsorption measurement. The results show that hydrothermal reaction conditions had the considerable effect on the structure of samples. The equilibrium distribution coefficient (Kd) of these metal ions was in the order of Li^+〉Ca^2+〉Mg^2+〉Na^+〉K^+, indicating high selectivity for Li^+, but much less for Na^+, K^+, Ca^2+, and Mg^2+. The distribution coefficient for Li^+ was 16 770.63 mL/g, increased about 2.12 times compared with the bulky MnO2 ion-sieves (7 917.49 mL/g), indicating remarkable improvement of the ion-sieve selectivity by the well-maintained nanowire structure.

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期刊信息
  • 《过程工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院过程工程研究所
  • 主编:张锁江
  • 地址:北京市海淀区中关村北二街1号过程大厦
  • 邮编:100190
  • 邮箱:CJPE@HOME.IPE.AC.CN GCGC@HOME.IPE.AC.CN
  • 电话:010-62554658
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-606X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4541/TQ
  • 邮发代号:80-297
  • 获奖情况:
  • 国家中文核心期刊,中国科学院核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊,中国科学院优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,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)
  • 被引量:11515