DOI:10.1016/j.colsurfa.2020.124709
鋰（Li）需求的增長推動了從水源中回收鋰的簡單而有效的材料的開發。在這項工作中，成功制備了以二苯并-14-冠醚-4（DB14CE4）為配位體的微纖維（MF）復合Li+吸附劑。以電紡聚甲基丙烯酸縮水甘油酯（PGMA）為MF載體，富含環氧基團作為DB14CE4功能化的反應性位點。隨后將PGMA MF疊氮化（N3-PGMA），并通過疊氮化物-炔環加成“點擊”化學與以炔終止的DB14CE4（PPL-DB14CE4）共價連接。表征結果證實了最終吸附劑DB14CE/PGMA MF的成功制備。采用Redlich-Peterson、Hill（nH～1）和Langmuir等溫線模型詳細描述了Li+的吸附機理，其容量qm約為12.45 mg g-1。Li+吸收速率遵循偽二階模型。DB14CE4/PGMA MF優先捕集不同水源（海水、模擬橡膠廢水、模擬粉煤灰滲濾液和鋰離子電池垃圾滲濾液）中的鋰離子。與qe值小于16μmol g-1的競爭離子（Na+，K+，Ba2+，Mg2+，Ca2+，Zn2+，Co2+，Cu2+，Al3+）相比，Li+吸收范圍qe約為345～1428μmol g-1。DB14CE4/PGMA MF是可再生且高度穩定的，在循環吸附/解吸過程中也具有一致性能。總體結果表明，DB14CE4/PGMA MF對于復雜水源中選擇性Li+開采具有可靠性。
圖1.原始和改性PGMA樣品的FTIR光譜，用于（a）確認疊氮化（N3-PGMA）和（b）DB14CE4/PGMA制備的“點擊”反應。
圖2.純PGMA、N3-PGMA和DB14CE4/PGMA墊的表面親水性測試：（a）通過無滴技術實現潤濕性及其各自的（b）接觸角測量。
圖3.N3-PGMA和DB14CE4/PGMA MFs的固態NMR光譜：（a）N3-PGMA和（b）DB14CE4/PGMA MFs的13C CP MAS；（c）N3-PGMA和（d）DB14CE4/PGMA MFs的15N CP MAS光譜。
圖4.通過FE-SEM檢查對PGMA樣品的形態分析：（a，d，g）分別是純PGMA、N3-PGMA和DB14CE4/PGMA的FE-SEM圖像；（b，e，h）是它們各自的光學圖像；（c，f，i）是它們各自的纖維直徑直方圖。
圖5.分別通過（a）UTM和（b）TGA分析原始PGMA、N3-PGMA和DB14CE4/PGMA的機械和熱分解特性。
圖6.在（a）變化的Co約為7-80 mg L-1下，DB14CE4/PGMA MF上的Li+吸附等溫線實驗；（b）對照樣品中Co約為70 mg L-1的純PGMA和N3-PGMA；（c）使用Langmuir、Freundlich、Temkin、Dubinin-Radushkevich（DR）、Redlich-Peterson（RP）和Hill等溫線模型對DB14CE4/PGMA MF qe值進行非線性回歸分析。[吸附條件：S/L比=0.625；m=10 mg；t=24 h；pH值約為8；T=30℃]。
圖7.DB14CE4/PGMA MF在Co約為70 mg L-1時的Li+吸附時間曲線，并使用Elovich動力學模型、擬一階和擬二階速率模型對其qt值進行非線性回歸分析。[吸附條件：S/L比=0.625；m=10 mg；t=24 h；pH值約為8；T=30℃]。
圖8.使用不同Li+進料源的DB14CE4/PGMA MF的Li+選擇性實驗（a）海水（SW）； （b）模擬粉煤灰滲濾液（CFA）；（c）模擬鋰離子電池垃圾滲濾液（LIB）；（d）模擬橡膠廢水（RW）。qe值以mol g-1表示為標準值。陽離子的Co列在表2和SI表S1-S3中。[吸附條件：S/L比=0.625；m=10 mg；t=24 h；pH值約為6.1～9.5；T=30℃]。
圖9.循環Li+吸附/解吸在DB14CE4/PGMA MF上進行，使用0.1 M HCl作為反提取劑。[吸附條件：Co約為70 mg L-1；S/L比=0.625；m=10 mg；t=24 h；pH值約為8；T=30℃]。
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