带正电荷的聚酰胺膜具有扩大的离子通道,能够从电池浸出液中高效提取锂离子

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Science China-Materials 7.4

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  聚酰胺膜接枝三氨基胍单体后形成宽离子通道和高正电荷,显著提升锂分离性能。PA-TAG膜纯水渗透率15.5 L·m?2·h?1·bar?1,双价离子 rejection率98%,分离因子30,两阶段纳滤后Li/M2+质量比53.35,较原料液提高445倍,为废锂离子电池液提锂提供新方案。

  

摘要

聚酰胺(PA)膜在从废弃锂离子电池(LIBs)浸出液中提取锂方面展现出广阔的应用前景,但在提高选择性和渗透性之间存在平衡难题。本文研究表明,通过接枝三氨基胍(TAG)单体(PA-TAG膜)后,该膜能够形成更宽的离子通道(0.8–7.1 ?),同时增强正电荷效应,从而实现高效的锂分离。PA-TAG膜的纯水渗透率(PWP)为15.5 L m?2 h?1 bar?1,对二价离子的排斥率超过98%,分离因子高达约30%,远优于原始PA膜的性能。利用模拟的酸性电池浸出液对PA-TAG膜进行了测试,其相对体积锂回收率为48.2%。经过两阶段纳滤处理后,第二级渗透液中的Li+/M2+质量比达到了53.35,是进料溶液的445倍(进料溶液中的比例为0.12),显示出从酸性电池浸出液中提取锂的巨大潜力。

聚酰胺(PA)膜在从废弃锂离子电池(LIBs)浸出液中提取锂方面展现出广阔的应用前景,但在提高选择性和渗透性之间存在平衡难题。本文研究表明,通过接枝三氨基胍(TAG)单体(PA-TAG膜)后,该膜能够形成更宽的离子通道(0.8–7.1 ?),同时增强正电荷效应,从而实现高效的锂分离。PA-TAG膜的纯水渗透率(PWP)为15.5 L m?2 h?1 bar?1,对二价离子的排斥率超过98%,分离因子高达约30%,远优于原始PA膜的性能。利用模拟的酸性电池浸出液对PA-TAG膜进行了测试,其相对体积锂回收率为48.2%。经过两阶段纳滤处理后,第二级渗透液中的Li+/M2+质量比达到了53.35,是进料溶液的445倍(进料溶液中的比例为0.12),显示出从酸性电池浸出液中提取锂的巨大潜力。

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