科研人員開發出新型雙金屬有機框架／氧化石墨烯復合膜

鹽湖鹵水是獲取鋰資源的重要途徑之一。鹵水成分復雜，Mg²⁺和Li⁺水合離子半徑相似，且鎂鋰分離難度大。膜分離技術可通過精細調控膜的孔徑和表面化學性質，實現對特定離子的選擇性分離。但是，膜的穩定性、耐腐蝕性以及長期使用后的性能衰退成為膜分離技術應用的難題。

針對上述問題，中國科學院青海鹽湖研究所開發出新型雙金屬有機框架（MOF）/氧化石墨烯（GO）復合膜，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復合膜。這一復合膜在離子分離過程中展現出優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的優勢。研究以不同結合位點錨定的Sr²⁺和Fe³⁺雙金屬離子為橋接中心，在GO/SA交聯復合膜內構建了穩定、完善的層間結構，制備出具有超親水性、高鹽耐受性、強耐酸堿性以及長期結構穩定和優良循環性能的GO/SA-SF復合膜。該復合膜在高鹽溶液中對各種溶解性有機物和染料表現出96.69%的高截留效率和21130 L·m^-2·h^-1·bar^-1的優良滲透性。

近日，相關研究成果以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，分別發表在《納米快報》（Nano Letters）和《化學工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院等的支持。該工作由青海鹽湖所和蘭州大學合作完成。

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