具有锂离子吸附功能的膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及锂离子吸附材料技术，具体地涉及一种具有锂离子吸附功能的膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，锂电行业迅速发展，锂生产的重要性也在日益增强。盐湖卤水中的锂水资源成本低、储量丰富。中国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，大多上游锂源材料还是依赖进口。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。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。但现有的成型方式，得到的锂离子吸附膜，仍然存在吸附剂的吸附容量低，吸附速率低的问题，严重阻碍了锂生产效率的提升。因此，亟需开发一种具有较高的吸附容量和吸附速率的锂吸附产品。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的存在的上述的问题，提供一种具有锂离子吸附功能的膜及其制备方法和应用，将该膜用于吸附锂离子时，吸附容量和选择性较高。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种具有锂离子吸附功能的膜的制备方法，该方法包括：在多孔支撑层上接枝氨基冠醚；

3、其中，形成多孔支撑层的成膜聚合物含有羧基和/或能够转化为羧基的基团。

4、本发明第二方面提供如上所述的方法制备的具有锂离子吸附功能的膜。

5、本发明第三方面提供一种具有锂离子吸附功能的膜，所述膜包括孔支撑层，所述多孔支撑层中，包括形成多孔支撑层的成膜聚合物通过羧基接枝有氨基冠醚的接枝物。

6、本发明第四方面提供第二或第三方面所述的具有锂离子吸附功能的膜在吸附锂离子中的应用。

7、本发明提供的具有锂离子吸附功能的膜，对于锂离子的吸附容量和选择性较高，能够在较短的吸附时间内达到吸附平衡，吸附效率较高；并且制备方法简单，具有广阔的产业化前景。其他基本性能如拉伸强度等力学性能和现有的常用于吸附锂离子的膜没有明显差别，本发明的膜，兼顾了锂吸附性能和膜的力学性能。

技术特征：

1.一种具有锂离子吸附功能的膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：在多孔支撑层上接枝氨基冠醚；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，多孔支撑层的厚度为5-200μm；

3.根据权利要求2所述的方法，其中，多孔支撑层铸膜液中的溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮、三氯甲烷和磷酸三丁酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在多孔支撑层上接枝氨基冠醚之前，该方法还包括：在基底层上形成多孔支撑层；

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，形成多孔支撑层的成膜聚合物含有能够转化为羧基的基团时，在多孔支撑层上接枝氨基冠醚的方法包括：在多孔支撑层上依次进行羧基化和羧基活化，然后与氨基冠醚进行偶联反应；

6.根据权利要求5所述的方法，其中，羧基活化的方法包括：将待活化的物料和活化液混合，并在50-70℃下反应0.1-12h；

7.根据权利要求5所述的方法，其中，偶联反应的条件包括：将羧基活化的产物，和氨基冠醚溶液混合，在40-70℃下反应2-48h，优选反应4-24h；

8.权利要求1-7中任意一项所述的方法制备的具有锂离子吸附功能的膜。

9.一种具有锂离子吸附功能的膜，其特征在于，所述膜包括多孔支撑层，所述多孔支撑层中，包括形成多孔支撑层的成膜聚合物通过羧基接枝有氨基冠醚的接枝物。

10.根据权利要求9所述的膜，其中，所述膜的平均孔径为0.01-0.5μm；

11.根据权利要求9或10所述的膜，其中，所述膜还包括基底层；

12.权利要求8和权利要求9-11中任意一项所述的具有锂离子吸附功能的膜在吸附锂离子中的应用。

技术总结
本发明涉及锂离子吸附材料技术领域，公开了一种具有锂离子吸附功能的膜及其制备方法和应用。该方法包括：在多孔支撑层上接枝氨基冠醚；其中，形成多孔支撑层的成膜聚合物含有羧基和/或能够转化为羧基的基团。该膜用于吸附锂离子时，吸附容量和选择性较高。

技术研发人员：赵慕华,赵冲,张新妙,栾金义,刘轶群
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11