TOP > 国内特許検索 > チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法

チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法 UPDATE コモンズ

国内特許コード P160012978
整理番号 N15105
掲載日 2016年5月11日
出願番号 特願2016-072219
公開番号 特開2017-177064
出願日 平成28年3月31日(2016.3.31)
公開日 平成29年10月5日(2017.10.5)
発明者
  • 手嶋 勝弥
  • 林 文隆
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】本発明は、リチウムの吸着容量が高いチタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るチタン酸系リチウム吸着剤は、(H/Li)TiOの組成からなるチタン酸系リチウム吸着剤であって、CuKα線を用いて測定したX線回折パターンにおいて、18°以上19.5°以下の範囲に存在する回折線の強度に対する42°以上48°以下の範囲に存在する回折線の強度の比が、0.15以上であることを特徴とする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


リチウムは、携帯電話やパソコンなどで用いられる二次電池の材料として広く用いられ、その需要が急速に増大している。さらに、核融合炉では、燃料の増殖材としてリチウムが不可欠である。



リチウム資源の確保のために、リチウム吸着剤を用いて海水やかん水などから選択的にリチウムを回収する方法が検討されている。海水・かん水には、リチウムとよく似たナトリウムなどのイオンが高い濃度で溶けているため、リチウム吸着剤には、リチウムイオンに対して著しく高い選択性を示し、リチウムイオンだけを捕獲する性能が求められている。



リチウム吸着剤として、マンガン酸リチウム(LiMn)、チタン酸リチウム(LiTiO)、アンチモン酸リチウム(LiSbO)などを前駆体とし、これらを酸処理し得られる無機酸化物系の吸着剤が検討されている(非特許文献1)。これらのリチウム吸着剤は、海水あるいはかん水に浸漬するとプロトンとリチウムイオンのイオン交換反応が進み、リチウム吸着剤にリチウムが吸着される。その後、このリチウム吸着剤を酸溶液に入れるとプロトンとリチウムイオンのイオン交換反応が進み、リチウムが酸溶液に脱着される。この吸着・脱着サイクルを繰り返すことで海水およびかん水に含まれるリチウムを濃縮回収することができる。



しかし、マンガン酸リチウムを前駆体とする酸化マンガン系吸着剤は、酸溶液にてリチウムを脱着する際、マンガンイオンも同時に溶出する。このため、繰り返し使用する上で耐久性に問題がある。また、アンチモン酸リチウムを前駆体とする酸化アンチモン系吸着剤は、アンチモンが高い毒性を持つため、実用化に大きな課題がある。



一方、チタン酸リチウム(LiTiO)を前駆体とするチタン酸(HTiO)は、チタンイオンの溶出や毒性の問題もなく、リチウムイオンに対して高い選択性を有し、リチウム吸着剤として優れている(非特許文献2)。



しかし、従来のチタン酸は、酸化マンガン系吸着剤などに比べ、リチウムの吸着容量が低いという欠点を有していた(非特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法に関する。詳しくは、リチウムを選択的に回収することができるチタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(H/Li)TiOの組成からなるチタン酸系リチウム吸着剤であって、
CuKα線を用いて測定したX線回折パターンにおいて、18°以上19.5°以下の範囲に存在する回折線の強度に対する、42°以上48°以下の範囲に存在する回折線の強度の比が、0.15以上であることを特徴とするチタン酸系リチウム吸着剤。

【請求項2】
請求項1記載のチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法であって、
次の(1)および(2)の工程を有することを特徴とするチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法。
(1)次のa~d工程により、LiTiOの組成を有するチタン酸リチウムを生成する工程。
a:Li源、TiOからなるTi源、および、リチウム塩またはアルカリ金属の塩化物塩からなるフラックス成分を混合する工程、
b:前記a工程での混合物を加熱してフラックス成分を溶融する工程、
c:前記フラックス成分が溶融した前記混合物を冷却して結晶を育成し、フラックス成分を洗浄、フラックス成分を除去して結晶を得る工程、
d:前記c工程で得られた結晶をさらに乾燥する工程、
(2)前記(1)の工程で得られたLiTiOの組成を有するチタン酸リチウムの結晶をさらに酸処理する工程。

【請求項3】
前記混合物中の前記Ti源が1mol%以上75mol%以下の範囲であることを特徴とする請求項2記載のチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法の製造方法。

【請求項4】
前記フラックス成分を溶融する工程における前記混合物の加熱温度が400℃以上700℃以下であることを特徴とする請求項2または3記載のチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法。

【請求項5】
前記リチウム塩からなるフラックス成分が、LiOH、LiOH・HOおよびLiClのうちの1種以上であることを特徴とする請求項2乃至4記載のチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法。

【請求項6】
前記塩化物塩からなるフラックス成分が、KCl、NaClおよびLiClのうちの1種以上であることを特徴とする請求項2乃至4記載のチタン酸系リチウム吸着剤の製造方法。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2016072219thum.jpg
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close