Mg 2+ 掺杂对H 1.6 Mn 1.6 O 4 锂离子筛吸附性能的影响

发布时间：2024-04-13 15:07

　　对由碱金属和过渡金属组成的阳离子骨架尖晶石结构,其碱土金属离子掺杂位点及对性能的影响一直缺乏研究。本文通过水热法合成了Mg²⁺掺杂的尖晶石型Li_1.6Mn_1.6O₄(LMMO)经脱模后,得到Mg²⁺掺杂的尖晶石型锂离子筛H_1.6Mn_1.6O₄(HMMO)。样品表征结果表明LMMO、HMMO及吸附之后的样品(r-LMMO)均呈现尖晶石结构。相同实验条件下,HMMO对锂的吸附容量为25.6 mg/g (未掺杂为25.8 mg/g),抗溶损研究发现r-LMMO溶损率为4.4%(未掺杂为5.4%)。在保持较高吸附容量条件下,掺杂显著提高其结构稳定性。Langmuir和pseudo-second-order模型能够很好的拟合HMMO对Li⁺的吸附过程,DFT计算结果表明Mg²⁺替换了16d位置的部分Li⁺,使得Mg-O键强于Li-O键从而增强了吸附剂的结构稳...

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【文章目录】：
0 引 言
1 实验部分
    1.1 实验试剂
    1.2 尖晶石型锂离子筛的制备
    1.3 材料表征
    1.4 尖晶石型锂离子筛的吸附及循环使用性能研究
    1.5 尖晶石型锂离子筛的脱附性能及抗溶损性能研究
    1.6 DFT理论计算
2 结果与讨论
    2.1 材料表征
    2.2 锂离子筛的吸附及循环使用性能研究
        2.2.1 Mg2+掺杂及未掺杂的锂离子筛吸附性能的对比研究
        2.2.2 溶液pH对吸附性能的影响研究
        2.2.3 温度对吸附性能的影响研究
        2.2.4 浓度对吸附性能的影响研究
        2.2.5 吸附选择性实验研究
        2.2.6 锂离子筛的循环使用性能研究
    2.3 锂离子筛的脱附及抗溶损性能研究
        2.3.1 Mg2+掺杂及未掺杂的锂离子筛的脱附及抗溶损性能对比研究
        2.3.2 盐酸浓度及温度对溶损性能的影响
    2.4 DFT理论计算
        2.4.1 Mg优先掺杂位点
        2.4.2 态密度及电荷分布
3 结 论



本文编号：3953228