兰州大学 研发新型复合膜助力盐湖提锂
文章来源：中国科学报 更新时间：2023-11-20 15:35:27
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本报讯（记者温才妃 通讯员孔子俊）兰州大学教育部稀有同位素前沿科学中心教授陈熙萌、研究员李湛团队在盐湖卤水战略元素膜分离研究领域取得系列进展，他们成功研发新型二维异质结复合膜，为先进膜材料的构建和卤水战略元素的分离提供了坚实的理论与技术支持。相关研究近日以封面文章形式发表于《美国化学会志-金》。
传统盐湖提锂技术存在二次污染、成本高、回收率低、选择性差等问题。氧化石墨烯膜作为一种新兴的二维膜分离材料，其可控的层间结构与超高的水通量，在海水淡化、污水处理以及分离分析领域具有广阔应用前景。然而，容易肿胀、变形、失效的二维层间通道，限制了其在真实环境中多离子的选择性、快速、高效分离。 为此，研究团队成功设计出一种全新结构的二维异质结复合膜。该膜利用膜层间的限域传输过程，成功实现了在真实盐湖环境中对锂及相关战略元素的分离提取。 研究团队在氧化石墨烯膜的二维夹层中通过单离子诱导合成策略，原位限域合成出二维金属有机框架材料和二维海藻酸钠纳米带，进而构建出一种全新结构的二维三元异质结膜。该类二维异质结通道可允许小尺寸水合离子快速通过，同时阻止了较大尺寸水合离子在二维膜层间的快速传输，进而实现了混合体系中多离子之间的超高选择性尺寸筛分，锂钾、钠钾以及锂镁分离因子分别达到20.9、31.2和9.5，具有较广的工业化应用前景。 研究人员认为，该技术实现了二维膜材料对于复杂体系中多离子的筛分，并阐明了多种离子在二维层间的尺寸限域筛分机理，不但为先进二维膜材料的设计与构筑提供了新思路，也为复杂体系中相似物质之间的高效分离提取提供了一种新技术，同时为盐湖卤水中锂离子的分离提取开辟了一条新路线。 相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacsau.3c00473 《中国科学报》 (2023-11-20 第3版 综合)
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