综述：溶液中锗和镓分离的非常规技术研究进展

（编辑推荐）本文系统评述了从溶液中分离关键战略金属锗(Ge)和镓(Ga)的非常规技术，涵盖液膜(LM)、离子液体(IL)、分子识别(MRT)等前沿方法，针对低浓度(<10?4%)复杂溶液体系提出超浓缩技术发展方向，为高附加值金属清洁生产提供创新思路。

　　

Abstract
锗(Ge)和镓(Ga)作为全球高科技产业的关键支撑元素，在地壳中丰度分别仅为1.5×10^?4%和1.7×10^?3%。随着优质资源枯竭与环境要求提升，开发高效清洁的分离技术成为行业迫切需求。本文聚焦溶液中Ge/Ga分离的五大前沿技术：液膜(LM)技术通过选择性渗透实现99%回收率但存在乳化问题；离子液体(IL)凭借可设计性在酸性环境中展现优异萃取性能；离子印迹技术对GeO₃^2?具有0.82 mmol/g吸附容量；分子识别(MRT)通过冠醚特异性结合实现Ga³⁺分离；功能化吸附材料如锗螯合树脂在pH=2时吸附量达4.2 mmol/g。

Introduction
作为军事与民用领域不可替代的战略资源，Ge在红外夜视、太空探测中具有独特价值，Ga基半导体则支撑着5G通信与高性能计算。传统溶剂萃取法面临低浓度(<100 mg/L)复杂溶液的效率瓶颈，而非常规技术通过分子级设计突破传质限制。

Current status
全球80%的Ge来自锌冶炼副产，Ga则主要依赖铝工业。中国占据全球Ga供应量90%，但面临欧盟关键原材料清单(CRM)的供应链挑战。

Germanium species
溶液中Ge以Ge(OH)₄、GeO(OH)₃^?等多形态共存，其聚合行为受pH值显著影响，在pH=9时形成[Ge₄(OH)₁₀]^2?团簇，这为选择性分离提供理论依据。

Liquid membranes
乳状液膜(ELM)技术采用TOA为载体时Ge通量达3.2×10^?3 mol/(m²·s)，但表面活性剂降解导致稳定性不足；支撑液膜(SLM)使用PVDF膜可连续运行120小时。

Conclusions
未来突破方向包括：开发耐酸型IL萃取剂、构建Ge/Ga特异性生物吸附剂、利用人工智能优化LM传质模型。通过多技术耦合有望实现复杂溶液中金属回收率>99.9%的工业目标。