新型氮化碳膜可改善盐湖中的锂提取

中国科学院青岛生物能源与生物过程研究所的研究人员与合作者在锂回收技术方面取得了突破，开发出了一种可以改变锂提取行业的结晶氮化碳膜。

这种模拟生物离子通道的创新设计在盐湖盐水中的锂离子和镁离子分离方面表现出了显著的效率和耐用性。

这项研究于 6 月 14 日发表在《科学进展》上，介绍了一种“同源焊接”结晶碳氮化物膜，该膜具有仿生增强功能，性能明显优于传统聚合物膜。这种创新膜在从浓缩镁离子(1.0 M)中提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至关重要。

这种膜的设计灵感来自大自然本身具有高度选择性的生物离子通道，这种通道能够高效区分不同的离子。“我们的方法是模仿这些自然系统，制造出一种既具有高选择性又具有高稳定性的膜，这对于实际应用至关重要，”青岛生物技术研究院这项研究的共同第一作者张媛媛说。

该膜的卓越性能归功于其独特的结构，该结构结合了聚合物碳氮化物的结晶形式和非结晶形式。这种结构不仅提供了必要的孔隙均匀性和狭窄性以排除较大的水合镁离子，而且还有利于锂离子的顺畅传输，类似于天然离子通道中无障碍的离子传输。

“我们的膜具有双重功能，这为其在锂提取以外的用途开辟了新的可能性，”青岛能源与生物技术研究所这项研究的共同通讯作者高俊教授说。“除了提高资源回收效率外，这些特性还可以为环境保护做出重大贡献。”

这一进步来得正是时候，因为锂的需求持续增长，主要受电动汽车市场和可再生能源行业的推动。高效和可持续的提取方法对于满足这一需求和减少锂矿开采对环境的影响至关重要。

青岛能源与生物技术研究院研究报告的共同通讯作者刘建教授表示：“这项膜技术所取得的进展为高效提取锂提供了新的可能性，而锂是向可再生能源和电动汽车转型的关键要素。”