一、制備工藝核心步驟
1. 前驅(qū)體制備
鈦源選擇：四氯化鈦（TiCl?）、硫酸鈦（Ti(SO?)?）、鈦酸四丁酯（C??H??O?Ti）等。
鋰源選擇：（Li?CO?）、氫氧化鋰（LiOH）或硝酸鋰（LiNO?）。
溶液配制：將鈦源與鋰源按一定摩爾比（如Li:Ti = 4:5）溶解于水或乙醇中，形成均一前驅(qū)體溶液。
2. 滴定法調(diào)控沉淀
pH控制：通過逐滴加入氨水（NH?·H?O）或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至堿性范圍（通常8－10），促使鈦鋰復(fù)合物均勻沉淀。
溫度與攪拌：保持反應(yīng)溫度40－60℃，高速攪拌（500－1000 rpm）避免局部過飽和導(dǎo)致顆粒團聚。
表面活性劑：添加PEG、CTAB等模板劑，控制微球粒徑（目標(biāo)范圍：50－200 μm）。
3. 滴定成型
采用微球成型儀（MS-１）將液體滴定到純水中，均勻成型。滴定過程需要控制滴定速度及流體流量壓力，以形成均勻小球。
4. 煅燒處理
惰性氣氛（N?或Ar）下煅燒（400－800℃, 25小時），去除有機物并增強結(jié)晶度，形成穩(wěn)定多孔結(jié)構(gòu)。
5. 微球成型
載體復(fù)合：若需增強機械強度，可將鈦酸鋰負(fù)載于多孔聚合物（如聚苯乙烯微球）或無機載體（SiO?、Al?O?）表面。
噴霧干燥：將漿料通過噴霧干燥機快速成型，獲得球形顆粒（粒徑可控于50－300 μm）。
二、關(guān)鍵工藝參數(shù)與優(yōu)化
1. pH調(diào)控
精準(zhǔn)控制pH值（誤差< 2‰）確保鈦、鋰共沉淀均勻，避免生成非目標(biāo)相（如TiO?雜質(zhì)）。
2. 晶化條件
水熱溫度與時間影響晶粒尺寸和孔道結(jié)構(gòu)，高溫長時利于形成有序介孔（BET比表面積可達100－300 m2/g）。
3. 煅燒制度
煅燒溫度過高可能導(dǎo)致微球燒結(jié)致密化，降低吸附容量；推薦分段升溫（如200℃預(yù)燒1小時，再升至600℃）。
4. 摻雜改性
引入Al3?、Fe3?等離子替代部分Ti??，提升離子交換容量（如Li?吸附量可達46 mg/g）。
三、性能表征與評估
1. 結(jié)構(gòu)分析
XRD：確認(rèn)Li?TiO?或H?TiO?晶相。
SEM/TEM：觀察微球形貌及孔徑分布。
BET：測定比表面積及孔結(jié)構(gòu)（目標(biāo)孔徑250 nm）。
2. 吸附性能測試
靜態(tài)吸附：在模擬鹽湖鹵水（Li?濃度~200 ppm，Na?/K?/Mg2?共存）中測試吸附容量與選擇性（Li?/Mg2?分離系數(shù)>100為佳）。
動態(tài)循環(huán)：柱吸附解吸實驗評估循環(huán)穩(wěn)定性（目標(biāo)循環(huán)次數(shù)>50次，容量保持率>90%）。
四、常見問題與解決方案
1. 微球破碎
優(yōu)化載體強度或添加粘結(jié)劑（如硅溶膠）。
2. 吸附容量低
提高材料比表面積或引入離子印跡技術(shù)增強選擇性。
3. 合成成本高
采用廉價鈦源（如工業(yè)級TiOSO?）或回收工藝。
五、應(yīng)用場景擴展
鹽湖鹵水提鋰：適用于高鎂鋰比（Mg2?/Li? >50）鹵水。
海水提鋰：需進一步優(yōu)化微球親水性與抗生物污染性。
廢舊鋰電池回收：吸附劑可循環(huán)再生，降低環(huán)境負(fù)擔(dān)。
