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Enhanced Lithium Adsorption on an Anion- and Cation-Codoped Lithium Manganese Oxide Ion Sieve with a Thin Fluoride-Protective Coating Layer
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-05-20 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c00750 Shougui Wang 1 , Yuwen Gao 1 , Fei Gao 1 , Jipeng Dong 1 , Pan Zhang 2 , Guanghui Chen 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-05-20 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c00750 Shougui Wang 1 , Yuwen Gao 1 , Fei Gao 1 , Jipeng Dong 1 , Pan Zhang 2 , Guanghui Chen 1
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In this work, novel lithium manganese oxide ion sieves (LISs) H1.6Mn1.54Al0.02Cr0.04FyO4–y codoped with Al, Cr, and F ions were synthesized to improve their lithium adsorption performance. The resulting anion- and cation-codoped LISs maintain the spinel structure. Particularly, the introduction of F ions forms a fluoride coating layer on the surface of LISs, playing an important role in stabilizing the LIS structure. Moreover, some Mn3+ ions are partially replaced by Al3+ and Cr3+ ions and some of the surface O2– ions are replaced by F– ions, forming the stronger Al–O, Cr–O, and metal–fluorine bonds. The synergistic effect of the anion and cation codoping enhances the structural stability of LIS. Compared with undoped and double-doped LISs, the triple-doped LIS H1.6Mn1.54Al0.02Cr0.04F0.1O3.9 (HMACFO-10) exhibits a lower manganese dissolution loss, enhanced Li+ adsorption performance, and better reusability. In addition, HMACFO-10 affords good adsorption selectivity for Li+ ions from brines.
中文翻译：
具有薄氟化物保护涂层的阴离子和阳离子共掺杂锂锰氧化物离子筛上增强的锂吸附
在这项工作中，新型锂锰氧化物离子筛（LISs）H 1.6 Mn 1.54 Al 0.02 Cr 0.04 F y 以提高其锂吸附性能。所得的阴离子和阳离子共掺杂 LIS 保持了尖晶石结构。特别是，F离子的引入在LIS表面形成氟化物涂层，对稳定LIS结构起到重要作用。此外，一些Mn 3+ 离子被Al 3+ 和Cr 3+ 离子部分取代，部分表面O 2– 离子被取代通过 F – 离子，形成更强的 Al-O、Cr-O 和金属-氟键。阴离子和阳离子共掺杂的协同效应增强了LIS的结构稳定性。与未掺杂和双掺杂LIS相比，三重掺杂LIS H 1.6 Mn 1.54 Al 0.02 Cr 0.04 F 0.1 O 3.9 (HMACFO-10) 具有较低的锰溶解损失、增强的 Li + 吸附性能和更好的可重复使用性。此外，HMACFO-10 对盐水中的 Li + 离子具有良好的吸附选择性。
更新日期：2024-05-20
中文翻译：
具有薄氟化物保护涂层的阴离子和阳离子共掺杂锂锰氧化物离子筛上增强的锂吸附
在这项工作中，新型锂锰氧化物离子筛（LISs）H 1.6 Mn 1.54 Al 0.02 Cr 0.04 F y 以提高其锂吸附性能。所得的阴离子和阳离子共掺杂 LIS 保持了尖晶石结构。特别是，F离子的引入在LIS表面形成氟化物涂层，对稳定LIS结构起到重要作用。此外，一些Mn 3+ 离子被Al 3+ 和Cr 3+ 离子部分取代，部分表面O 2– 离子被取代通过 F – 离子，形成更强的 Al-O、Cr-O 和金属-氟键。阴离子和阳离子共掺杂的协同效应增强了LIS的结构稳定性。与未掺杂和双掺杂LIS相比，三重掺杂LIS H 1.6 Mn 1.54 Al 0.02 Cr 0.04 F 0.1 O 3.9 (HMACFO-10) 具有较低的锰溶解损失、增强的 Li + 吸附性能和更好的可重复使用性。此外，HMACFO-10 对盐水中的 Li + 离子具有良好的吸附选择性。
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