实现高选择性的锂离子筛分，对于解决锂资源短缺等难题具有重要意义。然而，由于锂离子与钠、钾、镁、钙离子等其他多种竞争离子在尺寸和价态等性质上相近，从高浓度溶液中精准提取锂离子面临挑战。尽管已有多种膜材料被开发用于实现锂离子的选择性透过，但其选择性远不能满足海水提锂的需求。
针对这一问题，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员高军与青岛大学科研团队开展合作，研究开发出一种可精准截留锂，同时传输其他阳离子的膜材料。研究团队考虑到水中锂离子的迁移速率明显低于钾、钠等竞争离子，且具有最低的电迁移率，因此通过截留锂离子同时传导竞争离子的方式，从理论上能够实现更高的锂离子选择性筛分。
研究团队构筑了一种随机取向的共价有机框架（COF）基分离膜，该膜的孔径不利于锂离子透过，并且其表面磺酸基团不利于锂离子结合，从而实现了极高选择性的锂离子截留。该研究利用垂直排列的纳米片阵列作为基底，诱导COF的垂直取向生长，并通过与COF原生水平取向生长的竞争作用，诱导实现COF微晶区之间的无规取向排列。晶界的扭曲产生尺寸< 0.3 nm的极窄孔径，对锂离子传输形成极大的空间位阻。
进一步研究发现，磺酸基团可特异性提高钾、钠离子通量，但对锂离子的通量提升效果有限。综合分析表明，随机取向导致的极窄孔径与磺酸基团的协同效应是该COF基膜材料具有极高钾/锂、钠/锂选择性的内在原因。该膜在允许钾、钠离子以可观的通量跨膜输运的同时，可实现对锂离子完全的截留（低于电感耦合等离子质谱仪对锂离子的检测限）。
考虑到锂离子具有最低的电迁移率，研究团队在上述研究的基础上，进一步结合电渗析技术，通过调控电场强度实现钠、钾、镁、钙四种竞争离子的跨膜输运及锂离子的完全截留。实验证明，在电渗析条件下，钾、钠离子的通量随着电压的升高而逐渐增加，在3 V电压下达到10 mol h-1 m-2以上。当将电压提高到4.5 V时，多种竞争离子（钠、钾、镁、钙离子）高通量传输的同时，锂离子的通量却保持为零，实现了高选择性的锂离子筛分，并成功应用于真实盐湖卤水中锂离子的精准提取。该研究成果可为随机取向COF基膜材料的设计和应用提供新思路，并有望启发其他高值稀有元素的高效分离。
相关研究成果以Randomly oriented covalent organic framework membrane for selective Li+ sieving from other ions为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。
论文链接
随机取向COF基分离膜的制备与表征
电渗析实现竞争离子的高通量传输及锂离子的完全截留
交变磁性是近年来提出的第三类基本磁相。交变磁性既有反铁磁体的零净磁场，又具有铁磁体的自旋劈裂现象。通常，两者被认为是不相容的。交变磁性兼具铁磁性和反铁磁性的优势，为制造自旋电子器件带来了新突破口，在磁存 近日，习近平总书记给中国国际大学生创新大赛参赛学生代表回信，对他们予以亲切勉励并提出殷切希望，在广大高校师生中引发强烈反响。大家纷纷表示，将矢志不渝地投身创新实践，勇担时代使命，在中国式现代化的广阔天地中更好 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 高翔）11月12日，华中科技大学发布消息，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心教授李亮团队日前与东方电气集团东方电机有限公司合作，成功实现了26兆瓦 9月9日至10日，全国教育大会在北京召开，习近平总书记出席大会并发表重要讲话。习近平总书记发表的重要讲话，站在党和国家事业发展全局的战略高度，全面总结了新时代教育事业取得的历史性成就、发生 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 陈欣然）日前，2024国际产学研用合作会议（资源开发与环境保护）暨京津冀协同发展地理科学论坛在天津师范大学举行。本次会议由教育部、天津市人民政府指导，教育部学 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 冯丽）近日，2024年世界职业院校技能大赛争夺赛（高职组）短视频创作与运营赛项在陕西职业技术学院落幕。来自全国31个省市的61支参赛队经过激烈角逐，苏州工艺美术职 。本文链接：研究利用反向提锂机制实现高选择性的锂离子筛分http://www.sushuapos.com/show-12-1093-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。