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锂存在两种稳定同位素:6Li和7Li,在基础材料和核科学上都具有重要应用,尤其6Li通过中子轰击可产生氚,是实现核聚变反应必不可少的原料,因此对锂同位素的分离对未来能源具有重要意义。本文基于锂离子导体为前驱体,氢化得到无机离子交换剂,探究其离子交换性能及锂同位素分离能力,具体研究内容如下:1、高温固相法合成了钙钛矿型的钛酸镧锂Li0.36La0.55Ti O3(LLTO),并对其进行了Sr2+、Al3+掺杂,得到Li0.36La0.55Sr0.03Ti O3(LLSTO)和Li0.36La0.56Ti0.97Al0.03O3(LLTAO)。对这三种前驱体酸处理得到无机离子交换剂H0.36La0.55Ti O3(HLTO)、H0.36La0.55Sr0.03Ti O3(HLSTO)和H0.36La0.56Ti0.97Al0.03O3(HLTAO)。三种离子交换剂都对Li+表现出高选择性,而对离子半径较大的K+、Rb+和Cs+选择性较小。对液相p H、Li+浓度、离子交换速率等因素进行考察,结果表明HLTO、HLSTO和HLTAO具有良好的离子交换性能,在优化条件下Li+吸收值分别为1.85,1.91和1.78 mmol g-1,达到理论交换容量的90%。体系的热力学研究表明离子交换过程为自发放热过程,温度对离子交换体系影响较小。6Li+富集于交换剂相而7Li+富集在液相。HLTO、HLSTO和HLTAO的最大单级分离系数分别为1.042,1.040和1.045,优于锰系无机离子交换体系。三种离子交换剂的结构稳定并能重复利用,优于锆钛磷酸系无机离子交换体系。2、高温固相法合成了两类锂钛氧化物:斜方锰矿型的Li2Ti3O7(LTO7)和尖晶石型的Li4Ti5O12(LTO12),并对后者进行了不同含量Al3+的掺杂,得到Li3.95Al0.05Ti5O12(LATO-0.05)和Li3.95Al0.1Ti5O12(LATO-0.1)。对前驱体进行氢化得到无机离子交换剂H2Ti3O7(HTO7)、H4Ti5O12(HTO12)、H3.95Al0.05Ti5O12(HATO-0.05)和H3.95Al0.1Ti5O12(HATO-0.1)。该离子交换剂对Li+有特异性选择,且对体系的液相p H、Li+浓度、离子交换速率的讨论表明HTO7、HTO12、HATO-0.05和HATO-0.1的离子交换性能良好,优化条件下的Li+吸收值分别为5.83,7.31,7.03和6.93 mmol g-1,达到理论交换容量的80%以上。该体系的离子交换剂的最大单级分离系数分别为1.035,1.037,1.039和1.042。对热力学参数的研究表明该过程为自发放热过程,而温度对锂同位素分离影响较小。重复利用实验表明这三种离子交换剂可以再生并循环使用。3、高温固相法合成了石榴石型的Li5La3Nb2O12(LLNO),对其酸处理得到无机离子交换剂H5La3Nb2O12(HLNO)。该离子交换剂对Li+有高选择性而对K+、Rb+和Mg2+亲和力较小。对液相p H、Li+浓度、离子交换平衡时间等因素进行研究,结果表明HLNO具有良好的离子交换性能,优化条件下的Li+吸收值为5.12 mmol g-1,达到理论交换容量的85%。体系的热力学研究表明离子交换过程为自发放热过程,温度对锂同位素交换的影响较小。HLNO的最大单级分离系数为1.043,表明6Li+富集于交换剂相而7Li+富集在液相。循环实验表明该离子交换剂能再生并重复利用于离子交换和锂同位素分离。