一、制备工艺核心步骤
1. 前驱体制备
钛源选择：四氯化钛（TiCl₄）、硫酸钛（Ti(SO₄)₂）、钛酸四丁酯（C₁₆H₃₆O₄Ti）等。
锂源选择：（Li₂CO₃）、氢氧化锂（LiOH）或硝酸锂（LiNO₃）。
溶液配制：将钛源与锂源按一定摩尔比（如Li:Ti = 4:5）溶解于水或乙醇中，形成均一前驱体溶液。
2. 滴定法调控沉淀
pH控制：通过逐滴加入氨水（NH₃·H₂O）或NaOH溶液调节pH至碱性范围（通常8－10），促使钛锂复合物均匀沉淀。
温度与搅拌：保持反应温度40－60℃，高速搅拌（500－1000 rpm）避免局部过饱和导致颗粒团聚。
表面活性剂：添加PEG、CTAB等模板剂，控制微球粒径（目标范围：50－200 μm）。
3. 滴定成型
采用微球成型仪（MS-１）将液体滴定到纯水中，均匀成型。滴定过程需要控制滴定速度及流体流量压力，以形成均匀小球。
4. 煅烧处理
惰性气氛（N₂或Ar）下煅烧（400－800℃, 25小时），去除有机物并增强结晶度，形成稳定多孔结构。
5. 微球成型
载体复合：若需增强机械强度，可将钛酸锂负载于多孔聚合物（如聚苯乙烯微球）或无机载体（SiO₂、Al₂O₃）表面。
喷雾干燥：将浆料通过喷雾干燥机快速成型，获得球形颗粒（粒径可控于50－300 μm）。
二、关键工艺参数与优化
1. pH调控
精准控制pH值（误差< 2‰）确保钛、锂共沉淀均匀，避免生成非目标相（如TiO₂杂质）。
2. 晶化条件
水热温度与时间影响晶粒尺寸和孔道结构，高温长时利于形成有序介孔（BET比表面积可达100－300 m²/g）。
3. 煅烧制度
煅烧温度过高可能导致微球烧结致密化，降低吸附容量；推荐分段升温（如200℃预烧1小时，再升至600℃）。
4. 掺杂改性
引入Al³⁺、Fe³⁺等离子替代部分Ti⁴⁺，提升离子交换容量（如Li⁺吸附量可达46 mg/g）。
三、性能表征与评估
1. 结构分析
XRD：确认Li₂TiO₃或H₂TiO₃晶相。
SEM/TEM：观察微球形貌及孔径分布。
BET：测定比表面积及孔结构（目标孔径250 nm）。
2. 吸附性能测试
静态吸附：在模拟盐湖卤水（Li⁺浓度~200 ppm，Na⁺/K⁺/Mg²⁺共存）中测试吸附容量与选择性（Li⁺/Mg²⁺分离系数>100为佳）。
动态循环：柱吸附解吸实验评估循环稳定性（目标循环次数>50次，容量保持率>90%）。
四、常见问题与解决方案
1. 微球破碎
优化载体强度或添加粘结剂（如硅溶胶）。
2. 吸附容量低
提高材料比表面积或引入离子印迹技术增强选择性。
3. 合成成本高
采用廉价钛源（如工业级TiOSO₄）或回收工艺。
五、应用场景扩展
盐湖卤水提锂：适用于高镁锂比（Mg²⁺/Li⁺ >50）卤水。
海水提锂：需进一步优化微球亲水性与抗生物污染性。
废旧锂电池回收：吸附剂可循环再生，降低环境负担。
