综述:仿生协同离子传输技术:推动从复杂水体系中提取锂的技术进步

《ChemPlusChem》:Bio-Inspired and Synergistic Ion Transport: Advancing the Frontiers of Lithium Extraction From Complex Aqueous Sources

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月07日 来源:ChemPlusChem 3.1

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   摘要 全球对锂的需求推动了人们从盐湖卤水及海水等复杂来源中高效提取锂的技术研发。传统膜材料在高盐度及竞争性较强的环境中面临着“渗透性与选择性之间的权衡”问题。本综述介绍了锂选择性膜方面的进展,涵盖了从基本的尺寸筛选和电荷调控到

  

摘要

全球对锂的需求推动了人们从盐湖卤水及海水等复杂来源中高效提取锂的技术研发。传统膜材料在高盐度及竞争性较强的环境中面临着“渗透性与选择性之间的权衡”问题。本综述介绍了锂选择性膜方面的进展,涵盖了从基本的尺寸筛选和电荷调控到利用分子识别与不对称控释机制的仿生通道技术。除了这些传统方法之外,我们还强调了在离子传输策略上需要进行关键性的转变,以克服传统“正向流动”分离方法的局限性。具体而言,我们重点介绍了近期在人工阳离子-氯离子共转运蛋白设计方面的研究,这类蛋白通过促进电中性离子对迁移来规避盐分引起的德拜屏蔽效应,从而实现从高浓度卤水中有效提取锂。此外,我们还探讨了“反向锂提取”这一概念,即重新评估分离策略,着重于在膜矩阵中选择性地保留Li+。该策略允许其他竞争性阳离子自由透过,同时捕获目标离子,从而有效应对海水开采中存在的巨大竞争压力。通过分析纳米限制化学效应与离子传输动力学之间的相互作用,本综述为开发新一代具备更强适应能力的分离材料、以实现全球锂资源的高效开采提供了战略指导。

图表摘要

本综述系统地分析了从传统的被动筛选机制向复杂的仿生离子通道的过渡过程。更重要的是,文中提出了一种新的策略,用以突破传统“正向流动”分离方法的固有局限。通过研究一些非传统方法,如协同共转运模型以及“反向锂提取”技术,为在复杂体系中实现选择性Li+分离提供了理论框架。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性声明

由于在本研究中没有生成或分析任何数据集,因此无需进行数据共享。

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