磷酸铁锂/胺基化石墨烯/钛网复合电极材料的制备及水溶液中锂的提取、浓缩回收应用

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzsman
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采用溶胶-凝胶法制备了磷酸铁锂(LiFePO4,LFP);以钛网为基体,采用滴涂法制备了LiFePO4/胺基化石墨烯/钛复合电极(LFP/GNs/Ti)。通过XRD、FE-SEM、XPS、FT-IR对LFP/GNs/Ti的形貌、微观结构和组成进行表征。结果发现:LFP均匀地包覆在石墨烯上,LFP呈现纳米球型状颗粒,平均粒径约20 nm。以LFP/GNs/Ti为工作电极,采用电化学辅助吸附-电去离子脱附法,对盐溶液中的Li+的分离行为进行了研究;考察了p H、时间、初始浓度、电位等因素对水溶液中Li+分离的影响。恒电位静态吸附过程中,LFP/GNs/Ti对Li+的吸附符合准二阶动力学模型。在p H 6,25℃,5 h,-0.3 V的条件下(Li+初始浓度75 mg·L-1),LFP/GNs/Ti对Li+的吸附容量为35.8 mg·g-1。在1:1的Na+、K+、Ca2+和Mg2+干扰离子的存在下,LFP/GNs/Ti对Li+仍具有良好的选择吸附性能。循环伏安法脱附过程中,以p H 4、0.1 M NH4Cl/HCl作为脱附溶液,在25℃、+0.8~-0.8 V下,扫描300圈,LFP/GNs/Ti(Li+)上Li+的脱附率可达90%,LFP/GNs/Ti同步再生。搭建了电渗析装置,对上述含Li+脱附液进行膜浓缩研究,考察了不同电流密度对Li+浓缩效果的影响。结果发现:在30 m A·cm-2的电流密度下,反应50 min,浓缩后的Li+浓度可达原来的14倍。
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