氯化锂纯化与无机离子交换剂LiTi（PO）的Li/Na交换特征研究

摘要

无机材料LiTi(PO<,4>)<,3>(以下简称LTP)是一种对钠具有高选择性的离子交换剂，可以有效除去氯化锂中杂质钠。本文对LTP的Li<'+>/Na<'+>交换热力学和动力学以及其在水溶液中的溶解现象进行了实验研究。 热力学方面，测定了LTP对钠离子的交换容量为2.463mmol/g，用静态交换法测定了不同温度下LTP上Li<'+>/Na<'+>交换平衡关系，结果表明在一定温度范围内温度越高越利于LTP上Li<'+>/Na<'+>离子交换反应的进行。 动力学方面，实验给出了不同温度、不同粒度条件下LTP Li<'+>/Na<'+>交换动力学规律，结果表明，温度升高，粒度降低有利于LTP上锂/钠离子的交换反应。理论分析表明， LTP上Li<'+>/Na<'+>交换反应在低温时主要由化学反应控制，在高温时主要由颗粒扩散控制。 LTP溶解方面，测定了不同温度、不同pH值以及Na<'+>存在时LTP的溶解动力学特征，通过拟合Stumn溶解动力学方程，给出了不同温度下LTP溶解反应的速率常数和反应级数。实验结果表明，高温、强酸、强碱环境都会加剧LTP的溶解。

目录

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第一章综述

1.1锂及锂盐

1.2现行氯化锂及金属锂的提纯方法

1.2.1矿石直接转化法

1.2.2盐析法

1.2.3溶剂萃取法从卤水中提锂

1.2.4无机离子交换—吸附法

1.3 Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3离子交换法提纯氯化锂

1.4课题内容

第二章离子交换热力学和动力学

2.1离子交换过程

2.2离子交换热力学

2.2.1平衡常数

2.2.2平衡系数

2.2.3选择性系数

2.2.4分配系数与分离因数

2.2.5离子交换平衡图

2.3离子交换动力学模型

2.3.1扩散模型

2.3.2缩核模型

2.4无机化合物在水中的溶解

2.4.1无机化合物的溶解过程

2.4.2无机化合物的溶解—结晶机制

第三章LiTi2(PO4)3的制备

3.1实验装置及药品

3.1.1主要实验装置与仪器

3.1.1主要实验原料与试剂

3.2制备

3.3物相鉴定

第四章LiTi2(PO4)3的Li+/Na+交换热力学

4.1实验仪器与试剂

4.1.1主要仪器及装置

4.1.2实验装置图

4.1.3主要试剂

4.2分析方法

4.3 LTP交换容量的测定

4.3.1实验方法

4.3.2实验原理

4.4离子交换等温线

4.4.1实验方法

4.4.2实验原理

4.5实验结果及讨论

4.5.1交换容量

4.5.2离子交换等温线

4.6本章小结

第五章LiTi2(PO4)3的Li+/Na+交换动力学

5.1实验仪器与试剂

5.1.1主要仪器及装置

5.1.2实验装置图

5.1.3主要试剂

5.2分析方法

5.3实验原理

5.4实验方法

5.5实验结果及讨论

5.5.1 LTP的Li+/Na+交换特性

5.5.2不同温度下LTP的Li+/Na+交换动力学

5.5.3不同粒度的LTP的Li+/Na+交换动力学

5.6小结

第六章LxTP的Li+/Na+交换容量

6.1实验仪器与试剂

6.2样品制备

6.3物相鉴定

6.4全交换容量的测定

6.5实验结果及讨论

6.6本章小结

第七章LiTi2(PO4)3的溶解

7.1实验仪器与试剂

7.1.1主要仪器及装置

7.1.2实验装置图

7.1.3主要试剂

7.2分析方法

7.3实验原理

7.4实验方法

7.5实验结果与讨论

7.5.1温度对LTP在水中溶解的影响

7.5.2 pH值对LTP在水中溶解的影响

7.5.3不同温度下LTP在氯化钠水溶液中的溶解

7.6本章小结

第八章结论

参考文献

致谢