青島能源所構筑仿生氮化碳膜實現高選擇性鋰鎂分離

自然界中，生物離子通道能夠保證特定離子的高選擇性跨膜轉運。受生物離子通道啟發，中國科學院青島生物能源與過程研究所仿生能源界面技術研究中心研究員劉健和高軍基于結晶和無定形同源氮化碳材料，構筑了具有埃級尺寸通道的仿生氮化碳膜，實現了高選擇性的鋰鎂分離。相關研究成果以Congener-welded crystalline carbon nitride membrane for robust and highly selective Li/Mg separation為題發表在《科學進展》（Science Advances）上。

該團隊制備了具有埃級孔的結晶型氮化碳，經超聲剝離、真空抽濾得到結晶氮化碳納米片膜，進一步利用congener welding策略在其表面沉積無定形氮化碳，得到界面接觸緊密且相容性高的晶體/聚合物復合膜。得益于聚三嗪酰亞胺均勻、窄的孔隙及孔道內豐富的離子結合位點，復合膜在鋰鎂分離中表現出色，可從高濃度Mg²⁺中篩出極低濃度的Li⁺，且選擇比達1708。這一成果為設計新型鋰鎂分離膜提出了新思路，為實現從高鎂鋰比鹽湖高效穩定提鋰提供了可行方案。

研究工作得到國家重點研發計劃和山東省自然科學基金等的支持。