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作者:王介瑞;赵云良;王振磊;张婷婷;张鑫;李滢;
单位:武汉理工大学资源与环境工程学院;武汉科莱烯科技有限公司;
摘要:锂是支撑新能源革命的关键战略资源,我国盐湖锂资源总量占据主导地位。然而我国盐湖普遍存在高镁锂比的问题,使高效分离锂镁面临极大的挑战。本文提出利用聚乙烯醇(PVA)改性蒙脱石纳米片,通过调控PVA的用量梯度调节了蒙脱石纳米片的通道高度,实现了锂镁的高效分离,揭示了PVA调控蒙脱石纳米片通道高度的行为规律及机制。研究发现,PVA可以通过氢键与蒙脱石纳米片连接,并通过插层的方式进入蒙脱石层间,对二维蒙脱石薄膜通道高度进行调控,进而实现对锂镁离子的高效分离。经过改性的薄膜对模拟卤水的锂镁分离因子可达到92.61,相较未改性的薄膜提高了20倍。改性后的薄膜在高盐浓度及多种阳离子共存的卤水环境下均表现出优异的锂镁分离能力,在长周期稳定运行48 h时镁离子截留率稳定在97%左右,通量能够稳定保持在30 L·m~(-2)·h~(-1)左右。
关键词:蒙脱石;;聚乙烯醇;;二维纳米片;;纳米通道膜;;锂镁分离
基金资助:国家自然科学基金面上项目(52374275);; 湖北省自然科学基金杰出青年项目(2023AFA084);; 国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC2906300)