随着新能源产业的不断发展,锂离子电池(LIBs)类的消费量随着市场需求呈持续增长态势。研究从二次资源废LIBs和碳酸锂母液中低成本、高效回收锂具有重要意义。从高Na/Li比例的沉锂母液中回收锂是有效方式之一。
青海盐湖所研究团队对2-乙基己基水杨酸(ES)和三烷基磷酸氧化物(TRPO)混合萃取体系进行了平衡、过程和机理研究。系统研究了影响锂萃取的因素,如有机相组成、水相条件、萃取时间和ES萃取系统的酸碱耐受性。通过平衡研究,设计了从碳酸锂母液中回收锂的整个过程,包括萃取、洗涤、剥离和再生,并成功回收了99%的锂,得到了含25.85 g/L锂和0.08 g/L钠的锂富集溶液。研究表明,萃取过程是热力学自发的熵增过程,在分子水平上,通过紫外-可见光谱(UV–Vis)、荧光光谱(Fl)、核磁共振(1H NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)阐明了配位机制。
该研究为从碱性溶液中分离锂提供了一种有效的方法,通过对ES和TRPO萃取体系的研究,不仅实现了高Na/Li比例溶液中锂的高效回收,而且在理论上阐明了萃取过程的分子机制,为后续萃取剂构效关系和萃取剂的设计研究提供了理论基础。
研究结果以“Mechanism and process study of lithium extraction by 2-ethylhexyl salicylate extraction system”为题发表在Journal of Cleaner Production(中国科学院一区TOP)杂志上。青海盐湖所硕士研究生牛中华,助理研究员许淘善为共同第一作者,研究员姬连敏,副研究员张利诚为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(22208359,U21A20305)、青海省科技厅基础研究计划(2021-ZJ-971Q)、中国科学院青年科学家基础研究项目(YSBR039)和中国科学院青年创新促进会项目(2022438)的支持,感谢青海大学刘兴亮教授在测试设备上的帮助。
文章链接:www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652624007984?via%3Dihub
萃取体系及部分单因素筛选
萃取过程光谱变化及机制
审核:年洪恩