近日，哈爾濱工業大學邵路教授提出一種同步調節離子跨膜傳輸熵壘和焓壘的新方法，其運用了多孔中間層調控單價選擇性陽離子交換膜選擇層結構和荷電特性，解決了傳統聚合物膜高離子通量與滲透選擇性難以兼顧的難題，為鋰資源的高效提取和運用提供先進技術支撐。相關成果發表在《德國應用化學》。
離子分離在能源、化工等領域具有廣泛應用，采用基于單價離子選擇性膜的電滲析技術可從水體中回收有價值的礦產資源，將極大推動經濟可持續發展。然而，現有模型并不能為單價選擇性膜結構設計提供理論指導，極大地限制兼具高離子通量和滲透選擇性的單價離子進行選擇性膜開發。
針對上述問題，邵路教授團隊提出在基材與荷正電選擇層間引入多孔中間層吸附功能性小分子交聯劑（咖啡酸分子），以此提升基材與選擇層間的結合性，提高荷正電選擇層交聯度并增加膜表面功能基團含量，實現對離子跨膜傳輸的熵壘和焓壘同步調控，維持鋰離子跨膜傳質阻力，同時有效提升高價離子跨膜傳質阻力。最終，所得膜展現出極為優異的鋰/鎂分離性能。
該工作為我國高鎂鋰比鹽湖鋰資源高效提取提供新路徑，為保障我國能源安全等重大戰略提供先進的分離膜技術支撐。
相關論文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202408963
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