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山东化工污水处理:从锂电池废水中选择性提取锂的吸附材料开发与性能评估

山东光博 2025-07-04

在新能源产业蓬勃发展的背景下,锂电池生产过程中产生的大量含锂废水亟待高效回收处理。本研究聚焦于开发具有高选择性和吸附容量的锂离子吸附材料,通过分子设计构建三维多孔骨架结构,采用离子印迹技术精准调控材料表面官能团分布,使其对Li⁺具有特异性识别能力。实验系统考察了pH值(2.0-12.0)、共存离子(Na⁺、K⁺、Mg²⁺等)、温度(20-60℃)等关键参数对吸附性能的影响规律,结合XPS和FT-IR表征揭示了氨基与羧基协同配位的吸附机制。动态柱实验表明,该材料在模拟废水中的锂吸附容量达到28.7mg/g,对Mg²⁺/Li⁺分离因子高达156,经10次吸附-脱附循环后容量保持率达92.4%。通过DFT理论计算证实,材料中N、O原子的孤对电子与Li⁺形成稳定配位键,其结合能(-2.34eV)显著低于其他金属离子。本研究为锂电池废水锂资源回收提供了新型功能材料和技术方案。

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