H2O2-CO2协同驱动锂铁磷酸盐温和脱锂新策略及其在盐湖提锂中的应用

《Sensors and Actuators A: Physical》：Nanostructured WS 2-integrated pyramid-like porous silicon heterojunction for self-driven wideband photodetection

本工作创新性地提出采用环境友好型H2O2（过氧化氢）作为氧化剂，弱酸性CO2（二氧化碳）作为pH调节剂，实现了LiFePO4（磷酸铁锂）在稳定pH区间内的高效脱锂，Fe（铁）、P（磷）溶出率分别低于0.13%和0.46%，所制备电极材料具有更短的Fe–O（铁氧键）键长和高达286的Li/Na（锂钠）分离因子，锂回收率达91.07%，40次循环后容量保持率96.63%，为均相稳定电极材料制备提供了重要技术路径。

　　

Highlight

H₂O₂-CO₂协同处理实现了LiFePO₄的高效温和脱锂。

Fe和P的溶出率分别低至0.13%和0.46%。

C–Li_0.34FePO₄的Li/Na分离因子高达286，是电化学处理材料的2.33倍。

材料在40次循环后仍保持96.63%的初始容量。

Section snippets

Materials（材料）

过氧化氢（H₂O₂）购自国药集团化学试剂有限公司，磷酸铁锂（LiFePO₄）由安徽科晶材料技术有限公司提供，聚偏氟乙烯（PVDF）购自索尔维公司，炭黑（Carbon black）由益瑞石公司生产。

H₂O₂ driven oxidation-CO₂ mediated acidity induces lithium deintercalation of LiFePO₄（H₂O₂驱动氧化-CO₂介导酸度诱导LiFePO₄脱锂）

在富集二氧化碳的条件下，通过调整H₂O₂与LiFePO₄的比例（0.3:1至0.7:1）实现锂的可控脱出。

H₂O₂ driven oxidation-CO₂ mediated acidity induces lithium deintercalation reaction（H₂O₂驱动氧化-CO₂介导酸度诱导脱锂反应）

LiFePO₄的脱锂过程涉及Fe²⁺氧化为Fe³⁺（方程式4）。H₂O₂分解产生强氧化性羟基自由基（·OH）（方程式5），CO₂溶于水形成碳酸（H₂CO₃）中和反应生成的OH^?，维持体系pH稳定。该过程有效避免了局部过酸导致的材料结构破坏。

Conclusion（结论）

本研究提出的H₂O₂-CO₂协同策略成功制备出具有短Fe–O键和高锂钠选择性的C–Li_0.34FePO₄材料，其锂提取效率达91.07%，且循环稳定性显著优于传统电化学方法，为盐湖锂资源绿色高效提取提供了新思路。