科研進(jìn)展
青海鹽湖所在膜制備及分離領(lǐng)域取得進(jìn)展?
從鹽湖鹵水中獲取鋰資源是最重要的途徑之一。鹵水成分復雜，Mg2+和Li+水合離子半徑相似，鎂鋰分離難度大。膜分離技術(shù)具有節能、高效、環(huán)保、操作靈活和成本低等特點(diǎn)，可通過(guò)精細調控膜的孔徑和表面化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現對特定離子的選擇性分離。但膜的穩定性、耐腐蝕性以及長(cháng)期使用后的性能衰退仍然是制約膜分離技術(shù)應用的主要問(wèn)題。針對上述問(wèn)題，青海鹽湖所鹽湖有機質(zhì)與硼鉀分離技術(shù)課題組開(kāi)發(fā)了一種新型的雙金屬有機框架（MOF）/氧化石墨烯（GO）復合膜，以提高鹽湖鋰的提取效率。
通過(guò)原位合成的方法，將Zn2+和Co2+嵌入GO層中，形成了2D Zn-Co-GOM復合膜。該膜在離子分離過(guò)程中展現出優(yōu)異的選擇性和透過(guò)性，尤其是鋰鎂分離方面，具有顯著(zhù)的性能優(yōu)勢（Li+/Mg2+=191.13）（Nano. Lett.）。傳統膜分離技術(shù)在去除濃鹽水中各種溶解性有機物時(shí)，由于其層間微觀(guān)結構不完善，穩定性較差，仍然面臨一定挑戰。因此，亟需開(kāi)展高鹽度鹵水中有機物去除新型膜分離材料研究。該研究通過(guò)不同結合位點(diǎn)錨定的雙金屬離子（Sr2+，Fe3+）為橋接中心，在GO/SA交聯(lián)復合膜內構建穩定和無(wú)缺陷的層間結構，制備了一種具有超親水性、高鹽耐受性、強耐酸堿性以及優(yōu)良長(cháng)期結構穩定和循環(huán)性能的GO/SA-SF復合膜。該復合膜在高鹽溶液中對各種溶解性有機物和染料表現出極高的截留效率（96.69%）和優(yōu)異的滲透性（21130 L·m-2·h-1·bar-1）。（Chem. Eng. J.）
上述研究分別以“2D Membranes Interlayered with Bimetallic Metal-Organic Frameworks for Lithium Separation from Brines”“Dual metals co-intercalated graphene oxide membrane with outstanding permeability and molecule selectivity for the high-salinity brine treatment”為題發(fā)表在Nano Letters（中國科學(xué)院一區TOP）和Chem. Eng. J（中國科學(xué)院一區TOP）期刊上。論文第一作者分別為袁芙蓉、謝蒙凌。青海鹽湖所彭姣玉副研究員、蘭州大學(xué)李湛研究員以及青海鹽湖所夏書(shū)梅助理研究員和劉鑫研究員分別為共同通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩定支持基礎研究青年團隊計劃、青海省科技廳應用基礎以及青海省昆侖英才計劃等項目支持。
文章鏈接：
1、https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.4c04040
2、https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159490
二維亞納米空間內雙金屬MOF的原位合成示意圖
GO/SA-SF膜性能-機理關(guān)系示意圖
審核：年洪恩
