【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子吸附材料，具体地，涉及一种耐酸碱锂吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着锂电行业的迅速发展，各行各业对锂资源的需求正持续增长，锂生产的重要性也在日益增强。目前，锂资源主要分布于锂矿石与盐湖卤水之中，但锂矿资源在不断减少，且开发成本不断增加；相比之下，盐湖卤水中的锂水资源成本低、储量丰富。中国是最大的锂消费国家，虽有丰富的液态锂资源，但从锂水资源中提取锂是一项具有挑战性的任务，因此大多上游锂源材料还是依赖进口。国内盐湖提锂的方法主要有吸附法、沉淀法、萃取法、电渗析、煅烧法等，其中吸附法具有工艺简单、绿色节能、选择性好的优点，在时间和成本上均优于其他方法，具有广阔的应用前景。由于国内盐湖卤水普遍存在锂品味低的问题，因而用吸附法提锂的核心是制备出选择性高的吸附剂，高选择性提锂吸附剂主要包含离子筛类吸附剂和无定型氢氧化物吸附剂，这两类吸附剂均以粉体形式存在，在水体中易于流失难以回收利用，需要特定的成型方式如造粒、成膜等。
2、锰系和钛系锂离子筛由于特殊的结构，在碱性条件下对锂离子的选择性吸附效果最佳，在酸性条件下解吸附锂离子效果最佳，因此造粒制备的吸附剂颗粒需要具有耐酸碱性。常见的造粒方式有海藻酸钠等天然高分子和聚氯乙烯等合成树脂，海藻酸钠等造粒方式得到的吸附剂颗粒不耐酸碱，聚氯乙烯虽然耐酸碱但是亲水性差。因此，亟需开发一种具有较高的吸附容量、耐酸碱且亲水性好的吸附剂造粒产品。
3、cn114011386a公开了一种锂吸附颗粒的制备方法，将licl·2al(oh)3·nh2o粉末与多
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的锂吸附材料中的锂离子筛容易脱落导致吸附容量低，不耐强酸强碱且亲水性差的问题，提供一种耐酸碱锂吸附材料及其制备方法和应用，该耐酸碱锂吸附材料包括氨基冠醚-聚脲聚合物骨架以及分散在所述骨架中的氨基改性的锂离子筛，氨基改性的锂离子筛通过键合在锂吸附材料中，使得锂离子筛在长期使用中不易脱落，且本专利技术的耐酸碱锂吸附材料包含特定的结构，使得锂吸附材料具有优异的结构稳定性、耐酸碱性能和亲水性能，从而提高锂吸附材料的吸附容量和镁锂选择性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种耐酸碱锂吸附材料，其中，所述锂吸附材料包括骨架以及分散在所述骨架中的氨基改性的锂离子筛；
3、所述锂离子筛与所述骨架通过式i所示的结构连接；
4、
5、所述骨架包括结构单元a、结构单元b和结构单元c；
6、所述结构单元a和结构单元c通过式ii所示的结构连接；
7、
8、所述结构单元b和结构单元c通过式iii所示的结构连接；
9、
10、ar1为多元胺的残基；ar2为多异氰酸酯的残基；ar3为氨基冠醚的残基。
11、本专利技术第二方面提供一种耐酸碱锂吸附材料的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
12、(1)对锂离子筛进行氨基化改性，得到氨基改性的锂离子筛；
13、(2)将氨基改性的锂离子筛、多元胺和氨基冠醚在水中混合均匀，得到混合溶液a；
14、(3)将含多异氰酸酯的有机溶液滴入混合溶液a中搅拌，得到混合溶液b，进行反应后，对反应后的产物进行热处理，得到半凝固交联产物，挤出后得到耐酸碱锂吸附材料。
15、本专利技术第三方面提供一种上述制备方法制得的耐酸碱锂吸附材料。
16、本专利技术第四方面提供一种上述耐酸碱锂吸附材料在盐湖提锂中的应用。
17、通过上述技术方案，本专利技术提供的耐酸碱锂吸附材料及其制备方法和应用具有以下有益效果。
18、本专利技术提供的耐酸碱锂吸附材料具有包括结构单元a、结构单元b和结构单元c的氨基冠醚-聚脲结构骨架，而氨基改性的锂离子筛以键合的形式分散在该骨架中，使键合的氨基改性的锂离子筛分散稳定，不易从锂吸附材料中脱落。
19、进一步地，且聚脲结构骨架中稀疏键合锂离子筛，使锂吸附材料中间有较多空隙，具有大孔结构，且聚脲结构-hnconh-增加了锂吸附材料的亲水性，有利于提高锂的吸附容量。
20、进一步地，结构单元b带有氨基冠醚的残基，其中的冠醚环与聚脲结构骨架之间产生协同作用，能显著提高耐酸碱锂吸附材料对溶液中的锂离子吸附容量、吸附速率和镁锂选择性。
21、进一步地，由于聚脲结构相较于聚氨酯结构的交联度更高，结构更加稳定；再有，聚脲中存在大量的氢键，能促进骨架形成三维网络结构，聚脲结构强度远大于聚氨酯结构，使锂吸附材料的稳定性强，有利于锂吸附材料在酸性和碱性条件下锂的吸附和解吸，降低酸碱对锂吸附材料结构的破坏。
22、本专利技术提供的耐酸碱锂吸附材料的制备方法中，通过采用多元胺、氨基冠醚、多异氰酸酯和之间原位聚合反应形成的聚脲结构骨架，而氨基改性的锂离子筛通过键合的方式键合在该骨架中，避免长期使用过程中，由于锂离子筛的脱落导致锂吸附材料性能的下降。
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1.一种耐酸碱锂吸附材料，其特征在于，所述锂吸附材料包括骨架以及分散在所述骨架中的氨基改性的锂离子筛；
2.根据权利要求1所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述多元胺选自二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、聚乙烯亚胺和聚醚胺中的至少一种，优选为聚乙烯亚胺和/或多乙烯多胺；
3.根据权利要求1或2所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，以所述耐酸碱锂吸附材料的总重量为基准，所述氨基改性的锂离子筛的含量为10wt％-37wt％，所述结构单元A的含量为11wt％-17wt％，所述结构单元B的含量为5wt％-10wt％，所述结构单元C的含量为35wt％-70wt％；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述氨基改性的锂离子筛为氨基硅烷偶联剂改性的锂离子筛；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述耐酸碱锂吸附材料的比表面积为5-80m2/g，优选为15-35m2/g；
6.一种耐酸碱锂吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，步骤(3)中，以氨基改性的锂离子筛、多元胺、氨基冠醚和多异氰酸酯的总重量为基准，所述氨基改性的锂离子筛的含量为10wt％-37wt％，所述多元胺的含量为11wt％-17wt％，所述氨基冠醚的含量为5wt％-10wt％，所述多异氰酸酯的含量为35wt％-70wt％；
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述多异氰酸酯选自间苯二甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)、1,3-苯二异氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-二异氰酸酯联苯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、L-赖氨酸-乙基酯-二异氰酸酯、1,4-环己基二异氰酸酯和4-氯-6-甲基间苯二异氰酸酯中的至少一种；
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：采用酸性溶液对耐酸碱锂吸附材料进行洗脱；
11.由权利要求6-10中任意一项所述的制备方法制得的耐酸碱锂吸附材料。
12.权利要求1-5和11中任意一项所述的耐酸碱锂吸附材料在盐湖提锂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种耐酸碱锂吸附材料，其特征在于，所述锂吸附材料包括骨架以及分散在所述骨架中的氨基改性的锂离子筛；
2.根据权利要求1所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述多元胺选自二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、聚乙烯亚胺和聚醚胺中的至少一种，优选为聚乙烯亚胺和/或多乙烯多胺；
3.根据权利要求1或2所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，以所述耐酸碱锂吸附材料的总重量为基准，所述氨基改性的锂离子筛的含量为10wt％-37wt％，所述结构单元a的含量为11wt％-17wt％，所述结构单元b的含量为5wt％-10wt％，所述结构单元c的含量为35wt％-70wt％；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述氨基改性的锂离子筛为氨基硅烷偶联剂改性的锂离子筛；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的耐酸碱锂吸附材料，其中，所述耐酸碱锂吸附材料的比表面积为5-80m2/g，优选为15-35m2/g；
6.一种耐酸碱锂吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述锂离子筛为钛系离子筛和/或锰系离子筛；
8.根据权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵慕华，刘轶群，栾金义，赵冲，韩春卉，李现忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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