Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 37-41. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 37-41. WO 86,7 I #0,7 I иIiK.t реген. II цикл реген. Ill никл IV шікл V цикл реген. реген. реген. ■ L14TI5012 aLlM 3ZrO .01Tll.6604 B U 2T I03 ■Li2Zr0.02Ti0.9SQ3 Рис. 2. Адсорбционная емкость в 5 циклах регенерации в образцах Li1,33ZrxTi: , 67 -xO 4 (х 0,1) и Li 2 ZrxTi 1 -xO 3 (x 0,02), допированных ионами Zr I пикл реген. II никл реген. III никл реген. IV цикл реген. V цикл реген. мг/г мг/г мг/г мг/г мг/г □ Li4TiSOI2 ■Lil,33Mg0,25Til,42O4 □ Li2Ti03 □ Li2Mg0,02Ti0,98C>3 Рис. 3. Адсорбционная емкость в 5 циклах регенерации в образцах Li:, 33 MgxTi:, 67 -xO 4 (х = 0,25) и Li 2 MgxTi 1 -xO 3 (х = 0,02), допированных ионами Mg2+ С целью установления эффективности участия в многократных циклах адсорбции-десорбции ионов лития был проведен эксперимент по кислотной регенерации (см. рис. 3). Показано, что образец L i 1 , 33 MgxTi 1 , 67 -xO 4 (х = 0,25) в первом цикле кислотной регенерации имел значение адсорбционной емкости 31,7 мг/г. К третьему циклу — 24,1 мг/г, а к пятому — 22,0 мг/г. Стоит отметить, что значение адсорбционной емкости на четвертом и пятом циклах не изменялось, оставаясь на одном уровне. Полученные данные, вероятно, связаны с механизмом вставки ионов: Li 4 TisO i 2 — это «анодный» материал с «загруженной» структурой, способной к интеркаляции ионов Li+ без существенных изменений в кристаллической решетке. В случае Mg2+ из-за его большего заряда (+2) и меньшей подвижности вставка ионизированных молекул в структуру затруднена. Это ограничивает возможность увеличения емкости за счет дополнительной интеркаляции. Показано, что образец Li 2 MgxTi 1 -xO 3 (х = 0,02) в первом цикле кислотной регенерации имел значение адсорбционной емкости 65,2 мг/г. К третьему циклу — 62,5,1 мг/г, а к пятому — 54,7 мг/г. При этом в первых трех циклах наблюдалось плавное снижение емкости (65 ,2 -64,1-62,5 мг/г). Однако к пятому циклу потери емкости составили до 7 мг/г. Общие значения потери емкости не превышают ~15 %. Ионы Mg2+ могут взаимодействовать с поверхностью и внутренней структурой L i 2 T iO3, вызывая изменение его кристаллической решетки или создавая дополнительные активные центры для адсорбции. Это увеличивает площадь активных участков, доступных для захвата ионов Li+. Установлено, что для образца L i 1 , 33 MgxTi 1 , 67 -xO 4 (х = 0,25) степень выщелачивая металлов в 5 циклах от 0,06 до 0,68 % для Ti4+ и от 0,34 до 0,47 % для Mg2+. Для образца Li 2 MgxTi 1 -xO 3 (х = 0,02) после 5 циклов кислотной регенерации степень выщелачивания постепенно возрастает и составляет © Иванец А. И., Бичева Е. С., 2025 40