鋰是一種具有強電化學(xué)活性的金屬元素，是國民經(jīng)濟和國防建設中具有重要意義的新型能源和戰略資源，被稱(chēng)為“推動(dòng)世界進(jìn)步的能源金屬”。鹵水鋰資源占全球鋰資源總量約2/3，以含鋰鹵水為原料制備鋰產(chǎn)品比用鋰礦石為原料制備鋰產(chǎn)品成本低，含鋰鹵水提鋰越來(lái)越受關(guān)注，近年鹵水提鋰技術(shù)取得明顯革新與進(jìn)步，鹵水提鋰企業(yè)也取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。 

　　在高鹽鹵水中微量鋰與鉀、鈉、鎂、鈣等常量元素伴生，對于鋰含量低、鎂鋰比高的鹽湖鹵水，直接應用沉淀法等方法難度大、成本高，而吸附法是比較現實(shí)可行的方法之一。氫氧化鋁基鋰吸附劑是采用吸附法從鹽湖鹵水中提鋰時(shí)唯一得到產(chǎn)業(yè)化應用的吸附劑，該吸附劑的吸附速率和吸附容量適中，選擇性和循環(huán)使用性能較好，制備成本低。雖然氫氧化鋁基鋰吸附劑在鹽湖鹵水提鋰中已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)化應用，但對吸附機理并不十分清楚。 

　　鹽湖資源化學(xué)實(shí)驗室吳志堅研究團隊針對氫氧化鋁基鋰吸附劑的制備、吸附性能、吸附機理和吸附分離工藝開(kāi)展了工作，綜合分析了氫氧化鋁基鋰吸附劑的制備、吸附和脫附性能、吸附劑吸附與脫附后的結構與形貌變化，深入分析了吸附機理。鋰離子很可能是以裸離子的形式進(jìn)入氫氧化鋁層內的八面體空腔內而被吸附，為平衡電荷，氯離子進(jìn)入層間。篩分效應和鋰離子與其它離子水合作用的差異是吸附劑對鋰有較好選擇性的主要原因。雖然Mg²⁺與Li⁺的裸離子半徑很接近，但Mg²⁺所帶電荷是Li⁺的兩倍，兩種離子與水分子之間的作用存在明顯差異。Mg²⁺與水分子之間形成了結合更緊密的絡(luò )離子[Mg(H₂O)₆]²⁺，而Li⁺與水分子之間只能形成水合數為5的水和離子，Mg²⁺水合作用的自由能比Li⁺的要大4倍。在被吸附的過(guò)程中，Li⁺比Mg²⁺更容易擺脫水分子而被吸附。詳細內容參見(jiàn)《鹽湖研究》2018年第3期“研究亮點(diǎn)”1-6頁(yè)。 

　　三水鋁石八面體結構(a: (100)面投影，b: (001)面投影) 

    圖片引自：Isupov V P, Chupakhina L E, Mitrofanova R P, et al. Synthesis, structure, properties, and application of aluminium hydroxide intercalation compounds[J]. Chemistry for Sustainable Development, 2000, 8: 121-127.

　　吸附劑XRD圖(a、b、c分別對應吸附前、吸附后、洗脫后的吸附劑) 

　　圖片引自：董茜, 李燕杰, 樸香蘭, 等. 鋁鹽吸附劑從鹽湖鹵水中吸附鋰的研究[J]. 稀有金屬, 2007, 31(3): 357-361.