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无机材料LiTi(PO<,4>)<,3>(以下简称LTP)是一种对钠具有高选择性的离子交换剂,可以有效除去氯化锂中杂质钠。本文对LTP的Li<+>/Na<+>交换热力学和动力学以及其在水溶液中的溶解现象进行了实验研究。
热力学方面,测定了LTP对钠离子的交换容量为2.463mmol/g,用静态交换法测定了不同温度下LTP上Li<+>/Na<+>交换平衡关系,结果表明在一定温度范围内温度越高越利于LTP上Li<+>/Na<+>离子交换反应的进行。
动力学方面,实验给出了不同温度、不同粒度条件下LTP Li<+>/Na<+>交换动力学规律,结果表明,温度升高,粒度降低有利于LTP上锂/钠离子的交换反应。理论分析表明, LTP上Li<+>/Na<+>交换反应在低温时主要由化学反应控制,在高温时主要由颗粒扩散控制。
LTP溶解方面,测定了不同温度、不同pH值以及Na<+>存在时LTP的溶解动力学特征,通过拟合Stumn溶解动力学方程,给出了不同温度下LTP溶解反应的速率常数和反应级数。实验结果表明,高温、强酸、强碱环境都会加剧LTP的溶解。