综述：油气田采出水中锂回收的吸附与电化学方法最新进展

本综述系统解析了油气田采出水（OGPW）这一潜在锂资源库的回收策略，聚焦吸附与电化学（如LMO、LFP电极）技术的创新突破，涵盖纳米结构设计、离子筛分机制及3D导电支架等前沿方向，为高盐环境下Li+选择性提取提供关键技术路径，助力锂供应链多元化与可持续发展。

　　

引言

锂作为现代科技与工业发展的关键元素，因其独特的物理化学性质成为能源革命的核心材料。锂离子电池（LIB）不仅是电动汽车、便携式电子设备（如智能手机和笔记本电脑）的能量来源，更是电网级可再生能源存储的核心，推动全球电力系统脱碳进程。此外，锂在先进陶瓷制造、高性能润滑剂、空气净化系统、精密铸造模具及新一代医药等领域具有广泛应用。全球锂资源分布极不均衡，超过80%的经济可采储量集中于南美“锂三角”（阿根廷、智利、玻利维亚）、澳大利亚和中国。南美盐湖卤水占全球储量的50–70%，但开发程度不一；澳大利亚以锂辉石矿为主导；中国则依赖青海、西藏等地的低品位盐湖，提取过程能耗较高。这种资源集中性加剧了供应链的地缘政治风险与价格波动。

在此背景下，油气田采出水（OGPW）作为一种战略性的补充锂资源备受关注。OGPW是油气开采的副产物，锂浓度与商业卤水相当（50～500 mg/L），年产量超过2500亿桶，且全球分布广泛，可有效缓解传统锂资源的依赖性问题。通过回收OGPW中的锂，不仅能提升供应链安全性，还能实现废物资源化，契合循环经济理念。

油气田采出水的特征

OGPW的组成复杂，具有高盐度、多干扰离子（如Na⁺、K⁺、Mg²⁺）及有机污染物等特点，对锂提取技术提出严峻挑战。其离子背景与盐湖卤水相似，但存在更高的变异性与复杂性，需开发适应性强的回收工艺。

锂提取案例研究

当前OGPW的锂提取研究主要集中于吸附、溶剂萃取和纳滤膜技术。吸附法因操作简单、成本较低而备受青睐；电化学方法则因高效性与环境友好性逐渐成为研究热点。

多种锂回收技术

从OGPW中回收Li⁺尚未形成成熟的经济化工业路线，但盐湖卤水、地热水和海水锂提取技术可为相关研究提供借鉴。吸附技术中，钛基、锰基和铝基吸附剂通过纳米结构设计、双功能配体接枝及离子筛分机制，在高盐条件下实现了优异的Li⁺选择性。例如，钛基离子筛通过表面润湿性调控提升分离效率，锰氧化物复合材料通过阳离子掺杂增强性能，铝基框架则借助多孔结构实现功能优化。

电化学方法中，缺陷工程优化的锂锰氧化物（LMO）阴极和杂原子掺杂的锂铁磷酸盐（LFP）阳极与3D导电网络结合，显著提升了离子嵌入动力学与循环稳定性。这些系统通过电极材料设计与结构创新，有效应对了OGPW的高盐与多干扰环境。

总结

OGPW的锂回收为全球锂资源多元化提供了重要途径。尽管其复杂组成带来技术挑战，但吸附与电化学方法的不断创新为高选择性提取奠定了坚实基础。未来研究需进一步探索材料设计与工艺优化的协同作用，推动OGPW从工业副产物转化为可持续锂战略资源。