[发明专利]一种制备锂离子筛和氧化石墨烯的方法

权利要求书

1.一种制备锂离子筛和氧化石墨烯的方法，其特征是以废旧锂离子电池负极石墨材料为原料制备锰系锂离子筛和氧化石墨烯的方法，所述的废旧锂离子电池负极材料是以石墨为主要成分，并含有导电炭黑，偏氟乙烯粘合剂或羧甲基纤维素钠粘合剂和锂盐成分；制备过程包括碳酸锂制备，有机物气化，氧化石墨烯制备，MnO₂沉淀制备和锰系锂离子筛制备5个步骤：

（1）碳酸锂制备是采用0.5-1mol/L的硫酸水溶液将负极材料中的锂盐在20-50℃下浸取4-12h，以完全浸取转化为可溶性的硫酸锂盐，采用锂离子筛吸附法选择性吸附锂，用0.5mol/L的硫酸水溶液洗脱后浓缩，再加入碳酸钠溶液，沉淀分离得到得到微溶性的电池级碳酸锂产品；

（2）有机物气化是过滤浸取液中的石墨粉和不溶物，洗涤干燥后，在600-800℃下焙烧处理0.5-2h，使有机物和炭黑高温气化，得到剩余的片状石墨粉；

（3）氧化石墨烯制备是将石墨粉在3-10倍质量的95%浓硫酸中浸取8-12h，用石墨粉3-6倍质量的高锰酸钾氧化石墨粉生成氧化石墨烯，用双氧水分解过量的高锰酸钾和生成的二氧化锰沉淀，使其转化为可溶性的硫酸锰，过滤分离纳米氧化石墨烯沉淀，在水溶液中超声分散为纳米氧化石墨烯悬浮液产品；

（4）MnO₂沉淀制备是用钛阳极电解氧化废硫酸液中的硫酸锰，电解液温度90-100℃，控制阳极电流密度40-80A/m²，使其在阳极表面沉积MnO₂；

（5）锰系锂离子筛制备是将回收的电解MnO₂与回收的碳酸锂产品，按照Li/Mn摩尔比0.8-1:1混合，在600-700℃下焙烧1-4h，使锂盐和二氧化锰进行热化学反应得到锰系锂离子筛前驱体Li_1.33Mn_1.67O₄；用0.5mol/L硫酸水溶液洗脱锂盐，得到锰系锂离子筛MnO₂﹒0.4H₂O，在0.5g/L的氯化锂水溶液中，测得其锂吸附容量为40-45mg/g，吸脱附循环10次后锂离子筛的溶损率为0.6%-0.9%，废硫酸盐溶液可循环用于废旧锂离子电池负极材料的浸取。