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(fù)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(jié)能、高效、環(huán)保、操作靈活和成本低等特點，可通過精細調(diào)控膜的孔徑和表面化學(xué)性質(zhì)，實現(xiàn)對特定離子的選擇性分離。但膜的穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及長期使用后的性能衰退仍然是制約膜分離技術(shù)應(yīng)用的主要問題。針對上述問題，青海鹽湖所鹽湖有機質(zhì)與硼鉀分離技術(shù)課題組開發(fā)了一種新型的雙金屬有機框架（MOF）/氧化石墨烯（GO）復(fù)合膜，以提高鹽湖鋰的提取效率。

通過原位合成的方法，將Zn²⁺和Co²⁺嵌入GO層中，形成了2D Zn-Co-GOM復(fù)合膜。該膜在離子分離過程中展現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性和透過性，尤其是鋰鎂分離方面，具有顯著的性能優(yōu)勢（Li^+/Mg²⁺=191.13）（Nano. Lett.）。傳統(tǒng)膜分離技術(shù)在去除濃鹽水中各種溶解性有機物時，由于其層間微觀結(jié)構(gòu)不完善，穩(wěn)定性較差，仍然面臨一定挑戰(zhàn)。因此，亟需開展高鹽度鹵水中有機物去除新型膜分離材料研究。該研究通過不同結(jié)合位點錨定的雙金屬離子（Sr²⁺，F(xiàn)e³⁺）為橋接中心，在GO/SA交聯(lián)復(fù)合膜內(nèi)構(gòu)建穩(wěn)定和無缺陷的層間結(jié)構(gòu)，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)良長期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和循環(huán)性能的GO/SA-SF復(fù)合膜。該復(fù)合膜在高鹽溶液中對各種溶解性有機物和染料表現(xiàn)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(qū)TOP）和Chem. Eng. J（中國科學(xué)院一區(qū)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研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究青年團隊計劃、青海省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)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(nèi)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