经过 中国科学院
中国科学院青岛生物能源与过程研究所（QIBEBT）的研究人员与合作者一起开发了一种结晶氮化碳膜，该膜可以改变锂提取行业，这是锂回收技术的突破。
这种模仿生物离子通道的创新设计在分离盐湖卤水中的锂离子和镁离子方面表现出卓越的效率和耐用性。
该研究发表于 科学进步 6 月 14 日，推出了一种“同类焊接”结晶氮化碳膜，其具有仿生增强功能，其性能显着优于传统聚合物膜。这种创新膜在从浓缩镁离子 (1.0 M) 中萃取高度稀释的锂离子 (0.002 M) 时实现了令人印象深刻的 1,708 选择性比，这对于解决各种锂源中普遍存在的高镁含量问题至关重要。
该膜的设计灵感来自于自然界自身的高选择性生物离子通道，它可以有效地区分不同的离子。 “我们的方法是模仿这些自然系统，创造出一种具有高选择性和增强稳定性的膜，这对于实际应用至关重要，”QIBEBT 该研究的共同第一作者张媛媛说。
该膜的卓越性能归因于其独特的结构，该结构结合了聚合物氮化碳的晶体和无定形形式。这种结构不仅提供了必要的孔隙均匀性和狭窄度以排除较大的水合镁离子，而且有利于锂离子的顺利传输，类似于天然离子通道中看到的无障碍离子传输。
“我们的膜的双重功能为其在锂提取之外的用途开辟了新的可能性，”QIBEBT 这项研究的共同通讯作者高军教授说。 “除了提高资源回收效率之外，这些特性还可以为环境保护工作做出重大贡献。”
这一进步是在关键时刻出现的，因为锂的需求在电动汽车市场和可再生能源行业的推动下持续增长。高效且可持续的提取方法对于满足这一需求并减少锂开采对环境的影响至关重要。
“通过这种膜技术取得的进步为有效提取锂提供了新的可能性，锂是向可再生能源和电动汽车过渡的关键因素，”该研究的共同通讯作者刘健教授说。
更多信息： Yuanyuan Zhang 等人，Congener 焊接结晶氮化碳膜，用于稳健且高选择性的 Li/Mg 分离， 科学进步 （2024）。 DOI：10.1126/sciadv.adm9620。 www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm9620
期刊信息： 科学进步
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