《多層次孔結構電極製備與鹽湖鋰、硼資源高效提取研究》是依託大連理工大學,由馬偉擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：多層次孔結構電極製備與鹽湖鋰、硼資源高效提取研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：馬偉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以新疆鹽湖中鋰和硼離子高效提取為目標，立足離子印跡的技術製備“離子記憶”和“結構記憶”材料基礎上，以微孔活性炭纖維為基體，研究有機溶劑體系中電沉積技術製備負載特性吸附劑的多孔電極材料；利用電場作用下離子定向遷移特性和吸附劑的定向吸附強化鋰和硼酸離子分別在兩個電極上選擇性吸附，在系列電極體系的裝置中評價吸附效果和電極重複使用穩定性。通過有機分子結構和吸附劑晶體間距等空間結構調控，結合“記憶”材料的元素摻雜和無氧燒結活化構建穩定的多層次離子孔道，提高離子的遷移性能，達到高效提取鋰和硼的目的。進而結合電極的電化學性能表征和電荷界面分布與吸附性能分析，對正負極協同吸附/解吸的熱力學和動力學性能深入研究，藉助現代儀器分析和計算，明確鹽湖體系中電極結構和效果的契合關係。旨在從分子水平上揭示多層次選擇電極在電場作用下的鋰離子和硼酸離子協同吸附和解吸實質，為鹽湖有價元素高效提取新方法奠定理論基礎。
結題摘要
項目以鹽湖中的硼鋰為研究對象，針對新疆鹽湖中資源的回收和利用問題，套用生物質材料改性傳統的鋰離子篩和水滑石材料，利用電泳沉積和3D列印等技術將製備的高性能吸附劑材料負載在活性炭纖維基質上，得到高選擇性吸附電極材料。研究結果表明，通過改性傳統吸附劑材料製備得到的複合吸附劑材料不僅具有更高的吸附性能，同時在高濃度的鹽湖滷水中的表現出了良好的硼/鋰選擇性。利用電泳沉積和3D列印技術可以得到具有良好的穩定性和吸附性能的電極材料，在電場的作用下不僅提高了硼、鋰的吸附性能，還加快了吸附速率。通過動力學和熱力學計算得到了巨觀吸附機理，得到吸附過程控制因素，通過參數最佳化形成了硼、鋰協同吸附的反應體系，為硼鋰元素的提取和利用提供了技術支持和理論依據。
