刘承斌和唐艳红教授高选择性回收锂资源的多孔锂离子筛纳米纤维

　　锂离子电池（LIB）由于能量密度高，使用寿命长，绿色环保等优点被广泛应用在无线通信设备，便携式仪器以及家庭和工业应用中。随着电动汽车的快速发展，锂离子电池的需求量将会进一步增大。为了电动汽车产业的可持续发展，锂的回收是必要的也是急需解决的问题。盐湖锂资源占世界锂储量的69，从卤水中回收锂越来越受到人们的重视。但是，盐湖卤水中锂离子与其他金属离子的很难进行高选择性分离。目前，锂离子分子筛（LIS）在锂的回收方面得到了广泛的关注。然而，合成高稳定性、高选择性和高吸附能力的LIS仍然是一个巨大的挑战。
　　近日，湖南大学刘承斌教授和唐艳红教授在期刊《ChemicalEngineeringJournal》上共同发表题目为PorousLithiumIonSievesNanofibers：GeneralSynthesisStrategyandHighlySelectiveRecoveryofLithiumfromBrineWater的文章，介绍了采用静电纺丝和煅烧相结合的方法制备了一系列多孔钛基LIS纳米纤维。煅烧形成的多孔结构增加了吸附位点的暴露，显著加快了Li从骨架中的空位到空位的脱出和嵌入。所制备的样品对Li均具有良好的吸附能力和高选择性。为了验证这一概念，系统地研究了由电纺多孔Li4Ti5O12纳米纤维（PLTONF）转化而来的多孔H4Ti5O12纳米纤维（PHTONF）在锂回收中的应用。PHTONF具有较好的吸附能力（59。1mgg），接近理论值（63。77mgg）。结果表明，该体系稳定性好，钛溶出度低，具有较好的重复使用性，6次循环后对Li的吸附能力保持在86。5。因此，该研究工作为多孔LIS的合成提供了一种通用的策略，将推动此类材料向锂离子电池和锂回收等高性能应用领域发展。
　　图1（a）煅烧前纳米纤维的SEM图像。（b）PLTONF的SEM图像（插图为放大后的SEM图像）。（c）PHTONF的SEM图像。（d）PLTONF的TEM图像。（e，f）PLTONF中Ti和O的元素分布图。（g）PLTONF的HRTEM图像（插图为FFT模式）。
　　图2PHTONF材料由在（a）pH11和（b）pH8的锂离子吸附等温线。最初Li浓度范围为251000mgL（SL5mg5mL，T288，298、308K）。
　　图3PHTONF，PHZTONF和PHFTONF（pH8，SL20mg20mL，T288，298，308K，C040mgL，吸附时间12h）的平衡吸附量。
　　论文链接：https：doi。org10。1016j。cej。2019。122407
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