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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1锂的性质及应用
锂是1817年被著名化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石的成分时发现的,贝齐里乌斯将其命名为锂。直到1855年本生和马奇森采用电解熔融氯化锂的方法才制得单质锂。锂,作为原子半径最小的碱金属,是目前已知的最轻的金属,具有与许多其他金属元素不同的化学和物理性质。锂及其化合物品种很多,在宇航、冶金、轻工、石油、化工、电子、橡胶、玻璃、陶瓷、医疗等高科技及传统工业领域中得到了广泛的应用[1-3],俗称工业味精,在其它金属中加入适量的锂,就能改善这些金属的性能。例如,锂铝、锂镁等轻合金,具有加工性能好、延展性大、抗腐蚀性强、抗高速离子、穿透能力大等特性,被广泛用于人造卫星、宇宙飞船、高速飞机的制造。又如,用碳酸锂制造的微晶玻璃,其强度超过了不锈钢。再如,溴化锂可以代替污染大气的制冷剂氟利昂,制冷效果能提高巧15%。
用锂和锂化物制成的高能燃料,具有燃烧温度高、速度快等优点,是火箭、飞机、潜艇等的必备燃料[4]。
锂盐还可用作化肥,能防止农作物腐烂和黑锈病。
世界上应用最多的锂矿物是碳酸锂和锂铝硅酸盐矿物[5-6]。它们主要用于玻璃和陶瓷工业。在玻璃工业方面,锂矿物广泛用于电视机和电脑监视器显像管面板、耐高温玻璃器皿、玻璃纤维、乳白色玻璃和硅酸硼玻璃等。在玻璃中,锂的主要作用是充当助熔剂,从而降低熔化温度,降低燃料成本,同时还能改善玻璃的粘度和热膨胀性。在陶瓷工业方面,锂可以降低热膨胀性和焙烧温度,改善产品品质和降低能耗。
另外,在铝生产工艺中,将碳酸锂加入铝电解还原槽冰晶石浴池中,碳酸锂转变为氟化锂,可以提高电流效率,节省能耗3%-10%。锂还可以降低含氟盐的挥发性,使其满足当地大气排放标准的要求[7]。
随着21世纪信息产业、绿色能源、核聚变发电等高科技产业的高速发展,锂及其化合物已成为新世纪能源和轻质合金的理想资源,是21世纪高科技发展中关键的金属材料,被称为能源金属和推动世界前进的重要元素[8]。
锂电池具有重量轻、体积小、储电能力大、充电速度快、适用范围广等特点[9]。据预测它有希望成为取代传统矿物燃料作为大型设备的动力源。在核聚变发电研究领域,锂有21世纪新能源之称。6Li是唯一可行的氚增殖元素,6Li原子核反应堆中用中子照射后可以得到氚,而氚可用来实现热核反应[10]。6Li捕捉低速中子能力很强,可以用来控制铀反应堆中核反应进行的速度。
2锂及锂离子筛的制备
锂及其重要化合物广泛应用于国民经济的各个领域,被誉为21世纪的新能源[3]。锂资源主要存在于盐湖卤水、海水和锂矿石中等,近年来随着锂需求量的持续增长和陆地上锂资源量的急剧减少,综合开发和利用海水和盐湖卤水锂资源已成为锂产业主要发展方向之一,因此从海水中提取锂将是今后锂盐生产的主攻方向[4,5]。使用离子筛型锂吸附剂从海水和盐湖卤水中提取锂是一种具应用前景的绿色方法[6]。在所有离子筛型锂吸附剂中,尖晶石型锰氧化物离子筛的吸附量最高,是极具发展前景的锂吸附剂。
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