鹽湖鹵水是獲取鋰資源的重要途徑之一。鹵水成分復(fù)雜，Mg2+和Li+水合離子半徑相似，且鎂鋰分離難度大。膜分離技術(shù)可通過精細(xì)調(diào)控膜的孔徑和表面化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對特定離子的選擇性分離。但是，膜的穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及長期使用后的性能衰退成為膜分離技術(shù)應(yīng)用的難題。

　　針對上述問題，中國科學(xué)院青海鹽湖研究所開發(fā)出新型雙金屬有機(jī)框架（MOF）/氧化石墨烯（GO）復(fù)合膜，以提高鹽湖鋰的提取效率。

　　該研究利用原位合成方法，將Zn2+和Co2+嵌入GO層中，形成2D Zn-Co-GOM復(fù)合膜。這一復(fù)合膜在離子分離過程中展現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性和透過性，尤其在鋰鎂分離方面具有性能為Li+/Mg2+=191.13的優(yōu)勢。研究以不同結(jié)合位點(diǎn)錨定的Sr2+和Fe3+雙金屬離子為橋接中心，在GO/SA交聯(lián)復(fù)合膜內(nèi)構(gòu)建了穩(wěn)定、完善的層間結(jié)構(gòu)，制備出具有超親水性、高鹽耐受性、強(qiáng)耐酸堿性以及長期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和優(yōu)良循環(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(jī)物和染料表現(xiàn)出96.69%的高截留效率和21130 L·m-2·h-1·bar-1的優(yōu)良滲透性。

　　近日，相關(guān)研究成果以2D Membranes Interlayered with Bimetallic Metal-Organic Frameworks for Lithium Separation from Brines和Dual metals co-intercalated graphene oxide membrane with outstanding permeability and molecule selectivity for the high-salinity brine treatment為題，分別發(fā)表在《納米快報(bào)》（Nano Letters）和《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院等的支持。該工作由青海鹽湖所和蘭州大學(xué)合作完成。

二維亞納米空間內(nèi)雙金屬M(fèi)OF的原位合成示意圖

GO/SA-SF膜性能-機(jī)理關(guān)系示意圖