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膜分离技术创新!新型双金属有机框架(MOF)的研究与开发!

上海研润 | 2025-02-08 | 浏览量:97
为了提高盐湖中锂的提取效率,中国科学院青海盐湖研究所开展了一项创新研究,开发了新型双金属有机框架(MOF)与氧化石墨烯(GO)复合膜。

盐湖卤水是获取锂资源的重要来源之一,但其复杂的成分,特别是Mg²⁺与Li⁺的水合离子半径相似,使得镁锂分离成为一大难题。为了提高盐湖中锂的提取效率,中国科学院青海盐湖研究所开展了一项创新研究,开发了新型双金属有机框架(MOF)与氧化石墨烯(GO)复合膜。

盐湖卤水中锂的提取常面临膜分离技术中的几个挑战,包括膜的稳定性、耐腐蚀性以及长期使用后的性能衰退。这些问题严重影响了膜分离技术在盐湖锂资源提取中的应用效果。

该研究通过原位合成方法,将Zn²⁺和Co²⁺双金属离子嵌入GO层,成功制备出2D Zn-Co-GOM复合膜。这种复合膜在离子分离过程中显示了卓越的选择性和透过性,特别是在锂镁分离方面,其性能在Li⁺/Mg²⁺的比率上达到了191.13的优异水平。

为了进一步增强膜的性能,研究团队采用不同结合位点锚定的Sr²⁺和Fe³⁺作为桥接中心,在GO/SA交联复合膜内构建了稳定、完善的层间结构,进而制备出了高性能的GO/SA-SF复合膜。

这种新型复合膜具备以下几个显著优点:

1. **超亲水性**:提高了膜的渗透性和通量。
2. **高盐耐受性**:在高盐浓度下依然保持优异的分离效果。
3. **强耐酸碱性**:适应各种化学环境,延长膜的使用寿命。
4. **长期结构稳定性**:经过周期性循环测试,展现出优良的循环性能。

在高盐溶液中,该复合膜对各种溶解性有机物和染料的截留效率高达96.69%,而渗透性则达到了21130 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹。

通过结合双金属有机框架与氧化石墨烯,该研究为盐湖锂资源的提取提供了一个创新且有效的解决方案。这一新型复合膜的开发不仅提升了锂的提取效率,还为膜分离技术在其他领域的应用奠定了基础,展示了广阔的推广前景。未来,继续优化膜材料的性能和结构,将有助于更好地满足日益增长的锂资源需求。

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上海研润光机科技有限公司成立于2005年,是一家以研发、生产、非标定制自动化生产检测设备,计算机软件开发为主的高新技术企业,主导产品包括硬度计、试验机、金相制样、自准直仪、工业自动化生产检测设备,综合显微镜、三坐标、圆度仪、轮廓仪、影像测量仪、长度计量仪器、进口产品等光学和材料性能检测仪器。自2005年以来,公司产品已经广泛应用于大学、科研机构、航空航天、电子、机械、汽车、纺织、五金、塑胶、印刷、食品、医院、包装、模具等部门行业,为其实验室建立、规划,产品研发、检验提供了软硬件支持。

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