用于吸附锂离子的复合纳米纤维膜的静电纺丝制备及性能研究

王法权; 杨月茹; 周瑾; 苏刘鹏; 张玉芳; 贾清秀

doi:10.16454/j.cnki.issn.1001-0564.2025.01.009

北京服装学院学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (01) : 71 -78. DOI: 10.16454/j.cnki.issn.1001-0564.2025.01.009

用于吸附锂离子的复合纳米纤维膜的静电纺丝制备及性能研究

王法权, 杨月茹, 周瑾, 苏刘鹏, 张玉芳, 贾清秀

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摘要

锂离子吸附剂/聚合物复合纳米纤维膜是近年来盐湖卤水提锂领域的新兴材料，具有绿色环保、可重复利用等优势，未来有望成为该领域的最佳选择。本研究将钛基锂离子吸附剂(LTO)、铝基锂离子吸附剂(LDH)分别与聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乳酸(PLA)和聚氯乙烯(PVC)3种聚合物单独混合，采用静电纺丝技术制备了不同种类的LTO/聚合物、LDH/聚合物复合纳米纤维膜；利用0.2 mol/L HCl对LTO/聚合物复合纳米纤维膜酸洗脱锂，得到具有锂离子吸附位点的钛基锂离子吸附剂(HTO)/聚合物纳米纤维膜。实验探究了聚合物种类、混合溶液浓度、锂离子吸附剂占比及锂离子吸附剂类型对所得复合纤维膜结构与吸附性能的影响。结果表明，3种聚合物中，PVDF更适合与锂离子吸附剂混合进行静电纺丝，所得复合纤维膜中纤维直径均匀，且纤维对吸附剂的包覆效果较好；当电纺溶液中PVDF的质量分数为18%,HTO与PVDF质量比为70%时，制备的HTO/PVDF复合纳米纤维膜中纤维直径均一且纤维对吸附剂的包覆效果好。2种吸附剂/PVDF复合膜均具有优异的锂离子吸附效果，其中70%HTO/18%PVDF复合纤维膜的锂离子吸附容量为55.84 mg/g, 70%LDH/18%PVDF复合纳米纤维膜的锂离子吸附容量达到99.81 mg/g。