本發(fā)明涉及鋰提取領(lǐng)域，特別是涉及一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法。

背景技術(shù)：

鋰是自然界最輕的金屬，具有電化學(xué)電位高，可以形成離子鍵和共價鍵等特性，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、潤滑劑、制冷劑、陶瓷業(yè)、玻璃業(yè)、電池工業(yè)、煉鋁工業(yè)核工業(yè)、光電行業(yè)等新興領(lǐng)域，具有較高的實用價值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，鋰及其化合物的應(yīng)用越來越廣泛，人們生活對鋰的需求量也逐年遞增。

鋰的豐度較大，在自然界中居第27位，鋰僅以化合物的形式存在于自然界中。自然界中的鋰資源主要儲存在花崗偉晶巖型礦床和鹽湖鹵水、海水和地?zé)崴校Ｋ袖囐Y源含量巨大。我國鋰資源儲量豐富，居世界前列，其中液態(tài)礦鋰資源占我國總鋰資源的79％。

從海水中提取鋰的方法主要有兩大類：溶劑萃取法和吸附-離子交換法。溶劑萃取法比較適合用于鋰濃度高的水溶液中，海水中的鋰濃度較低，進行溶劑萃取時需要先進行前期濃縮，費時費力，因此并不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。吸附-離子交換法則是工藝簡單、回收率較高，而且選擇性較好，適合從低濃度的海水中提取鋰。該方法的關(guān)鍵在于選擇合適的吸附劑，吸附劑可分為有機型吸附劑和無機型吸附劑。無機型吸附劑是目前使用較為廣泛的吸附劑。

SBA-15型有序介孔材料，是一類性能優(yōu)異的有序介孔材料，是二維六方結(jié)構(gòu)，具有可擴展的大孔徑以及較厚的孔壁，為催化反應(yīng)和吸附分離反應(yīng)提供了良好的載體。SBA-15型有序介孔材料的孔徑可在2-30nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因此其在吸附以及分離領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注。還可以通過對SBA-15型有序介孔材料進行改性，使其功能化，以適應(yīng)不同的吸附要求。利用SBA-15型有序介孔材料對海水中的鋰進行吸附分離，具有較好的研究前景。

中國專利CN201610007568.5公開一種從含鋰鹵水中提取鋰的方法，本發(fā)明通過利用具有嵌鋰活性基質(zhì)材料吸附含鋰鹵水中的鋰離子，再依據(jù)鋰離子電池充電原理，特定電壓范圍下電解池陰極析出金屬鋰，以從含鋰鹵水中提取鋰。該發(fā)明提取方法適用于海水鋰鹵水中鋰的提純，對于分離困難的高鎂鋰比含鋰鹵水，本發(fā)明鋰提取效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，該方法操作簡單，工藝步驟短，鋰分離效率高，提取速度快，十分適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將硅基介孔材料與催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有冠醚的有機溶劑中，混合均勻后，向其中加入三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在70-80℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)12-16h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至40-50℃，加入上一步驟制得的吸附劑，攪拌反應(yīng)4-6h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

優(yōu)選的，所述硅基介孔材料為SBA-15型硅基介孔材料。

優(yōu)選的，所述催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:(5-9)。

優(yōu)選的，所述硅基介孔材料與催化劑的質(zhì)量比為1:(4-6)，硅基介孔材料與冠醚的質(zhì)量比為1.5:1，硅基介孔材料的質(zhì)量與有機溶劑的體積比為10-15g/L。

優(yōu)選的，所述三乙胺與有機溶劑的體積比為1:(100-150)

優(yōu)選的，所述有機溶劑為DMF、DMSO或THF中的一種。

優(yōu)選的，所述冠醚為4-氨基苯并-12-冠-4、4-氨基苯并-15-冠-5或4-氨基苯并-18-冠-6中的一種或多種混合物。

優(yōu)選的，所述吸附劑質(zhì)量與海水的體積比為0.4-0.8g/L。

本發(fā)明具有以下有益效果，采用硅基介孔材料作為基底制備吸附劑，硅基介孔材料具有較高的比表面積，孔徑豐富，能夠與海水充分接觸。通過將冠醚接枝到硅基介孔材料上使硅基介孔材料功能化，具有較強的鋰選擇吸附能力，因此所使用的吸附劑對鋰的吸附，選擇性強，效率高，可有效地將海水中的鋰提取。該提取方法操作簡單，可控性強，提取出的鋰出度較高，具有良好的工業(yè)化生產(chǎn)前景。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例1

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與60g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1L DMF中，混合均勻后，向其中加入10mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在70℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)12h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至40℃，加入上一步驟制得的吸附劑8g，攪拌反應(yīng)6h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:5，冠醚為4-氨基苯并-12-冠-4。

實施例2

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與90g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1.5L DMSO中，混合均勻后，向其中加入10mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在80℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)16h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至50℃，加入上一步驟制得的吸附劑4g，攪拌反應(yīng)4h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:9，冠醚為4-氨基苯并-15-冠-5。

實施例3

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與60g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1.5L THF中，混合均勻后，向其中加入15mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在70℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)16h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至40℃，加入上一步驟制得的吸附劑8g，攪拌反應(yīng)4h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:9，冠醚為4-氨基苯并-15-冠-5。

實施例4

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與90g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1LDMF、DMSO或THF中，混合均勻后，向其中加入10mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在80℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)12h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至50℃，加入上一步驟制得的吸附劑4g，攪拌反應(yīng)6h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:6，冠醚為4-氨基苯并-18-冠-6。

實施例5

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與70g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1.5L THF中，混合均勻后，向其中加入10mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在80℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)12h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至40℃，加入上一步驟制得的吸附劑8g，攪拌反應(yīng)6h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:7，冠醚為4-氨基苯并-12-冠-4。

實施例6

一種利用硅基介孔材料提取海水中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將SBA-15型硅基介孔材料15g與80g催化劑混合均勻，之后研磨粉碎，將其加入到溶解有10g冠醚的1.5L DMSO中，混合均勻后，向其中加入15mL三乙胺，超聲震蕩混合均勻，之后在70℃條件下，惰性氣體保護下，持續(xù)反應(yīng)12h，之后過濾，使用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，真空干燥，制得冠醚接枝的硅基介孔材料，即吸附劑；

(2)首先將10L海水進行過濾，在反應(yīng)池中加熱至40℃，加入上一步驟制得的吸附劑8g，攪拌反應(yīng)4h，過濾，將介孔材料收集，解吸附即可。

催化劑為碳酸鈉和碘化鈉的混合物，質(zhì)量比為2:8，冠醚為4-氨基苯并-18-冠-6。