在前人高温固相法合成尖晶石型锂锰氧化物的基础上,以接近纯相的尖晶石型LiMn2O4为研究对象,采用模拟和实验的方法系统研究了尖晶石型LiMn2O4提锂机理,为高效锂离子筛的合成,及含锂液体,尤其是海水、盐湖卤水锂资源的开发奠定基础。 　　利用 Materials Studio 分子模拟软件,构建并优化了尖晶石型 LiMn2O4、HMn2O4、λ-MnO2和 Li0.05Mn2O4等晶体结构,通过比较各晶体结构的系统能值、晶胞参数、键长及键角等的变化,得出Li+嵌入过程为自发吸热过程；8a位置Li或H的分子动力学模拟表明8a位置Li或H具有较强的离子性,能够很好地解释离子筛提锂主要通过脱/嵌8a位置Li完成；优化H与8a临近位置O形成O-H键,得出其键长约为0.995Å,与相关文献结果一致；采用超胞方法构建了8a-16c-8a孔道模型并对其分子动力学模拟,得出Li和H能在孔道中自由移动。 　　采用多种洗脱剂对尖晶石型LiMn2O4进行洗脱,筛选出盐酸和过硫酸盐两类具有代表性的洗脱剂。以0.5mol/L HCl为洗脱剂,通过对离子筛和离子筛吸附产物的化学分析、XRD分析、热重分析、红外分析和滤液中锂交换量与锰损失量分析,提出并验证了离子筛和吸附产物化学组成式可由LixMn2O4(0≤x≤1)表达,其结构依然保持尖晶石结构,阐明了以盐酸为洗脱剂离子筛提锂过程的氧化还原反应机理,给出了完善的洗脱过程与吸附过程反应式。解释了洗脱和吸附过程不彻底是导致离子筛有效吸附量不高的原因,离子筛中 Mn3+歧化生成可溶于水的Mn2+是离子筛发生溶损的主要原因。 　　以过硫酸盐为洗脱剂,考察了0.2mol/L (NH4)2S2O8 、Na2S2O8和K2S2O8的洗脱效果,均具有较高的锂交换量和很低的锰损失量。通过对离子筛和离子筛吸附产物的化学分析、XRD分析、热重分析、红外分析等结果,认为洗脱产物中可能有H存在,同时S2O82-能够氧化尖晶石中 Mn3+到 Mn4+,给出了洗脱和吸附反应式,阐明了反应机理。研究结果认为过硫酸盐是一种具有广阔应用前景的锂离子筛洗脱剂。