以磁性碳纳米球为载体的锂离子印迹吸附剂用于锂离子的选择性回收（英文）

梁琦¹，张二辉²，闫光¹，杨永珍¹，刘伟峰^1,3，刘旭光^1,3

1. 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室2. 太原理工大学化学化工学院3. 太原理工大学新型碳材料研究院

摘 要：以磁性碳纳米球（Fe₃O₄@C）为载体,2-羟甲基-12-冠醚-4为吸附单元,采用表面离子印迹技术设计并制备了对Li⁺具有选择性吸附的磁性碳基锂离子印迹材料（Li⁺-IIP-Fe₃O₄@C）。首先,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对Fe₃O₄@C进行改性,得到硅烷化Si-Fe₃O₄@C。接着用甲基丙烯酸（MAA）对Si-Fe₃O₄@C进行功能化,得到形貌规整且具有较高MAA接枝度的PMAA-Fe₃O₄@C。然后,借助催化剂对甲苯磺酸将2-羟甲基-12-冠醚-4接枝到PMAA-Fe₃O₄@C的表面,进一步在二甲基丙烯酸乙二醇酯的交联聚合下得到Li⁺-IIP-Fe₃O₄@C。动力学吸附和等温吸附结果表明,Li⁺的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。Li⁺-IIP-Fe₃O₄@C在25oC下对Li⁺的最大吸附容量达到22.26 mg g^-1。Li⁺相对于Na⁺,K⁺和Mg²⁺的选择因子分别为8.06、5.72和2.75。经6次吸附-解吸循环,Li⁺-IIP-Fe₃O₄@C的吸附容量仅降低了8.8%,表现出优异的再生性能。

关键词：吸附;印迹吸附剂;锂离子;磁性;碳纳米球;