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三维有序纳米孔(Three-dimensional ordered nanopore，3DON)材料是一种新型的离子交换材料。和传统的材料相比，它具有孔径大小可控、孔道排列整齐有序的特点，还具有特定的离子记忆效应，有望应用于海水提锂。 本文选择乳液聚合法合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球，测定了微球的粒径大小以及分布情况，通过响应面分析法研究了合成PMMA微球过程中各因素对微球大小及分布的影响。然后通过离心沉降法对制得的微球进行了自组装，制得了符合实验要求的PMMA胶体晶体模板。以柠檬酸为螯合剂，乙酸锂、硝酸铝和钛酸四丁酯为溶质，乙醇为溶剂配制前驱液来填充模板，干燥后得到胶晶模板复合物。将其通过程序升温进行焙烧，制得3DON钛铝锂离子筛前驱体。 锂离子筛前驱体经过酸改型实验后制得3DON钛铝复合型锂离子筛H4AlTi7O16（记为LiAlTi-H），通过扫描电镜、X射线衍射仪、Li+的饱和交换容量、吸附选择性能等表征了3DON材料的结构、形貌和离子吸附交换性能。结果表明: PMMA微球的粒径大小随单体浓度、引发剂量、温度的增大而增大，随乳化剂量、搅拌速度的增大而减小。胶晶模板复合物的最佳焙烧条件为:升温速率为2℃/min，两段恒温焙烧，300℃时焙烧3h，750℃时焙烧3h。酸改型最适宜的盐酸浓度为0.1 mol/L。锂离子筛LiAlTi-H耐酸性较好，Ti4+、Al3+溶损率较低，对Li+具有较好的离子交换吸附性能及较高的饱和交换容量，其Li+的饱和交换容量达到36.36mg/g，对Li+吸附选择性明显大于对K+、Na+的吸附选择性。 测定锂离子筛LiAlTi-H吸附不同浓度锂离子交换的动力学曲线，将锂离子筛对Li+的离子交换动力学数据选择适当的吸附动力学方程关联。实验结果表明:Elovich方程对离子交换反应的动力学曲线关联性较好，并进一步得到了该离子体系的离子交换动力学方程。再通过测定15℃，25℃，35℃下锂离子筛LiAlTi-H的H+-Li+交换等温线，用Pitzer电解质溶液理论计算出相应的活度系数，作出Kielland图，最终求得该离子交换体系的热力学常数（热力学平衡常数KLiaH、标准Gibbs自由能ΔG0、标准焓变ΔH0以及标准熵变ΔS0）。结果表明锂离子筛吸附Li+的过程（ΔG0为负）为自发的过程，并且离子吸附交换反应（ΔH0为负）为放热反应。