综述:铝镁合金挤压工艺的发展与创新综述

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Journal of Materials Science & Technology 14.3

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  本综述推荐一种集成光热水凝胶膜(含碳纳米管CNTs和锂离子筛H4Ti5O12)的新型太阳能蒸发系统,通过光热转换与蒸发诱导富集,实现盐湖卤水中锂(吸附量50.1±1.6 mg g?1)与淡水的同步提取,为可持续资源利用提供创新方案。

  

Abstract

作为关键能源金属,锂在新能源技术中占据核心地位,尤其作为锂离子电池电极材料。盐湖卤水虽富含锂资源,但传统吸附法受限于低容量与慢动力学。研究团队开发了一种结合碳纳米管(CNTs)与锂离子筛(H4Ti5O12)的光热水凝胶膜,通过棉布浸渍-交联法构建多孔结构,实现锂吸附位点暴露与离子传输。独特的垂直桥结构设计有效抑制盐垢堆积。在1 Sun光照下,系统5小时内锂吸附量达50.1±1.6 mg g?1,归因于高效光热转换与蒸发富集效应。该蒸发器在盐湖卤水处理中展现出优异的选择性、稳定性与循环性能。

Introduction

能源危机与淡水短缺是当今人类面临的重大挑战。锂作为“21世纪能源金属”,其盐湖资源占比达64%。传统矿石提锂成本高且污染严重,而吸附法虽环保却存在动力学缓慢等问题。太阳能界面蒸发技术(效率达90%)与吸附材料的结合为锂提取提供了新思路。研究通过光热膜的自加热特性(蒸发速率2.1 kg m?2 h?1)促进锂向HTO富集,数值模拟证实了锂传输强化机制。

Materials and chemicals

实验采用直径50 nm的CNT、棉布基材及尖晶石型Li4Ti5O12粉末,通过明胶-戊二醛交联固定HTO与CNT,形成CHG-x复合膜。

Morphology and characterization

SEM显示HTO与CNT均匀分散于凝胶网络(图S1),XRD证实HTO成功转化为H4Ti5O12。垂直桥结构通过毛细力驱动盐分回流,避免结垢(图1)。

Conclusions

CHG-10吸附剂在1 Sun下实现50.1 mg g?1锂吸附量,选择性系数达164(Li+/Na+)。该技术为盐湖锂资源与淡水同步开发提供了绿色解决方案。

CRediT authorship contribution statement

周子康与王慧娜为共同第一作者,团队来自华中科技大学化学与化工学院,获国家重点研发计划(2021YFC2101705)等资助。

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