一种锂铝层状双氢氧化物吸附剂的再生方法

1.本发明涉及一种锂铝层状双氢氧化物吸附剂的再生方法，属于吸附材料再生技术领域。


背景技术：

2.锂铝层状双氢氧化物(li/al-ldhs)是以氢氧化铝的八面体结构为主体，锂离子填充在氢氧化铝的八面体内部空腔，其他阴离子插入到层状间来以此平衡电荷，主客体间靠氢键、静电力以及范德华力结合。在这种特殊的结构下，li/al-ldhs具有可调的层间距、较大的比表面积、高阴离子交换容量等特点，同时有制备简单、成本低、无毒的优点，目前被广泛应用于吸附锂离子、氟离子和刚果红染色剂等领域。而在li/al-ldhs吸附剂的实际应用过程中，会由于吸附剂的频繁使用导致吸附剂的失效，从而造成材料的极大浪费和成本的上升。
3.针对li/al-ldhs吸附剂的失效问题，目前主要有两种不同失效的认识，一种是由于吸附剂的孔道被堵塞，另一种是由于吸附剂晶体结构被破坏。中国专利cn 201410725724.2公开了一种恢复锂吸附剂性能的方法，该方法利用铵盐溶液解决了由于微小沉淀物堵塞吸附孔道导致运行中锂吸附剂性能下降的问题。而该方法对于吸附剂本身的晶体结构并无较大影响，且液相中混杂有铵盐，增加了后续生产的复杂性。中国专利cn 112691654a公开了一种铝盐锂吸附剂的一步再生方法，该方法将失活的铝盐锂吸附剂和有机溶剂混合，超声分散后真空干燥，浸渍在再生剂中进行再生，获得再生后的铝盐锂吸附剂。该方法尽管也能达到再生的效果，但是用到了有机溶剂，容易造成污染和浪费，而且过程中使用到了其他碱金属盐，容易造成吸附剂的污染，导致晶相不纯。中国专利cn 106140121 a公开了一种铝盐锂吸附剂性能恢复的再生方法，该方法采用了第一再生液和第二再生液进行性能恢复过程，再生过程相对复杂。
4.从li/al-ldhs的吸附过程来看，当进行阳离子交换时，li/al-ldhs吸附剂先是通过洗脱部分锂离子，留下锂离子活性位点，然后在环境中进行锂离子吸附过程。当进行阴离子交换时，主要是依靠层间的阴离子进行交换和吸收，阴离子的交换会改变对锂离子束缚力，从而影响结构的稳定性。所以li/al-ldhs的频繁使用会导致过量的锂离子从氢氧化铝八面体空腔内脱出，主体结构发生坍塌产生大量的三水铝石的杂相。结构坍塌后离子的吸附性能急剧下降，使得材料失效，丧失实用价值。
5.针对li/al-ldhs晶体结构损坏导致失效的问题，本发明提出一种新的水溶液常压陈化再生方法，再生获得的吸附剂纯度高、微观形貌好，工艺具有步骤简单、反应条件温和、能耗低、修复效率高等优点，因此该修复方法有良好的工业应用前景。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种锂铝层状双氢氧化物吸附剂的再生方法。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种锂铝层状双氢氧化物吸附剂的再生方法，包括如下步骤：
9.(1)称取0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物，按锂铝层状双氢氧化物与锂源的锂离子摩尔比1:(0.5～0.8)称取锂源，共同加入100ml去离子水中，在室温下500～1000r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为7-9，再保持搅拌10～20min，得到混合液a；
10.(2)将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于65～75℃陈化2～6h；
11.(3)过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在50-100℃下干燥6～12h得到最终产物。
12.本发明有益效果如下：
13.(1)本发明提供的再生方法获得的锂铝层状双氢氧化物纯度高、结晶性好、结构稳定。
14.(2)本发明提供的再生方法，在水溶液环境、常压下进行，工艺及设备简单，能耗低，生产成本低。
15.(3)本发明提供的再生方法获得的锂铝层状双氢氧化物，可用于作为锂离子、氟离子和刚果红染色的剂吸附二次使用。
附图说明：
16.图1是实施例1中再生前后的锂铝层状双氢氧化物x射线衍射谱图。
17.图2是实施例1中再生前后的锂铝层状双氢氧化物扫描电镜照片。
具体实施方式：
18.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。
19.实施例1
20.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.005mol氯化锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为8，再保持搅拌15min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于70℃陈化4h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在60℃下干燥8h得到最终产物。然后测其xrd图谱。从图一可以看出修复后样品的三水铝石杂峰消失，说明晶体结构修复成功。图2是本发明实施例1中再生前后的锂铝层状双氢氧化物的扫描电镜照片。从图2中可以看出，杂乱的碎片自组装成规则的层片状，说明吸附剂修复成功。
21.实施例2
22.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.006mol氯化锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为8，再保持搅拌15min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于70℃陈化4h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在60℃下干燥8h得到最终产物。
23.实施例3
24.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.008mol氯化锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶
液ph为8，再保持搅拌20min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于70℃陈化4h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在80℃下干燥6h得到最终产物。
25.实施例4
26.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.006mol氢氧化锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为9，再保持搅拌15min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于70℃陈化4h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在80℃下干燥6h得到最终产物。
27.实施例5
28.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.006mol硝酸锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为8，再保持搅拌15min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于65℃陈化6h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在60℃下干燥8h得到最终产物。
29.实施例6
30.分别称量0.01mol待修复的锂铝层状双氢氧化物和0.004mol碳酸锂，共同加入100ml去离子水中，在室温下800r/min充分搅拌到锂源完全溶解，用氢氧化锂或盐酸调节溶液ph为8，再保持搅拌20min，得到混合液a。将混合液a采用常压密封以保持水分不蒸发，于65℃陈化6h。过滤分离获得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀2～3次至洗液呈中性，在80℃下干燥6h得到最终产物。
31.本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。