[发明专利]一种盐湖提锂用纳滤膜及其制备方法

说明书

本申请涉及纳滤膜的技术领域，具体公开了一种盐湖提锂用纳滤膜及其制备方法。所述纳滤膜包括底膜和形成于底膜上的聚酰胺层，所述底膜为改性聚苯砜，所述改性聚苯砜为采用氯磺酸对聚苯砜进行改性处理制得，所述聚酰胺层内部和表面均含有纳米氧化锌；其制备方法为：将多元胺加入水中，混匀，再加入纳米氧化锌，混匀，得到水相溶液；将多元酰氯和有机溶液混匀，得到油相溶液；将底膜浸入水相溶液中2‑8min，取出底膜，去除表面多余水分，再将其浸入油相溶液中0.5‑2min，取出底膜，去除表面多余油分，热处理后制得纳滤膜。本申请的盐湖提锂用纳滤膜，通过原料之间的协同作用，具有提高对锂离子的分离效果的优点。

技术领域

本申请涉及纳滤膜技术领域，尤其是涉及一种盐湖提锂用纳滤膜及其制备方法。

背景技术

锂资源是一种重要的金属资源，广泛应用于锂电池领域。随着新能源领域的快速发展，致使锂资源的市场需求急剧增加，因此有效开发金属锂、锂盐等产品尤为重要。锂资源主要存在于矿石、盐湖和海水中，尤其存在于盐湖中，但是，盐湖中的镁锂比高，镁锂分离困难，导致从盐湖中提锂量仅为总提取量的8％。

目前，从盐湖中提取锂的主要方法是利用纳滤膜技术，纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。纳滤膜可以截留大量镁离子，对锂离子的截留率低，但是，还是会有部分锂离子被截留住，达不到对锂离子较好的分离效果。

发明内容

为了提高对锂离子的分离效果，本申请提供一种盐湖提锂用纳滤膜及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种盐湖提锂用纳滤膜，采用如下技术方案：

一种盐湖提锂用纳滤膜，所述纳滤膜包括底膜和形成于底膜上的聚酰胺层，所述底膜为改性聚苯砜，所述改性聚苯砜为采用氯磺酸对聚苯砜进行改性处理制得，所述聚酰胺层内部和表面均含有纳米氧化锌。

进一步的，所述改性聚苯砜采用以下方法制得：将8-12kg聚苯砜放入90-110L氯仿溶液中，搅拌35-45min，再加入5-7kg氯磺酸，搅拌1-2h，搅拌10-20min，过滤，用水洗涤固体物3-5次，将固体物放在60-70℃的温度下干燥30-50min，得到改性聚苯砜。

通过采用上述技术方案，本申请的盐湖提锂用纳滤膜，通过原料之间的协同作用，表现出了对Mg²⁺较高的截留率、对Li⁺较低的截留率，且还增强了Li⁺的渗透量，其中，水通量为41.2-52.7LMH，Mg²⁺的截留率为80.1-96.8％，Li⁺的截留率为9.7-22.5％。

聚苯砜为制备纳滤膜的基础材料，是典型的无定性热塑性聚合物，其分子主链上含有砜基，具有良好的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性和力学性能。但是聚苯砜的亲水性较差，容易引起蛋白质和天然有机质在膜表面吸附，对聚苯砜底膜造成污染，导致聚苯砜底膜对锂离子的通透性降低，因此采用氯磺酸对聚苯砜进行改性。氯磺酸主要用于有机化合物的磺化，利用氯磺酸对聚苯砜进行改性，能够提高聚苯砜底膜的亲水性，减少蛋白质和天然有机质对聚苯砜底膜的污染，提高聚苯砜对锂离子的通透性，从而提高对锂离子的分离效果。

纳米氧化锌是一种无机材料，具有比表面积大和比表面能大等特点，在聚酰胺层中掺杂纳米氧化锌粒子，即在聚酰胺层中嵌入锂离子的吸附材料，构建了锂离子在膜内的特异性传递通道，利于锂离子的通过，从而提高锂离子的通透性，有利于提高对盐湖中锂离子的分离效果。

作为优选：所述底膜和纳米氧化锌的重量配比为1：(0.1-0.3)。