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29
2026
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04
Desalination:针对高镁锂比卤水，这款定制化纳滤膜凭借“协同效应”轻松搞定分离难题
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本文摘要
深入理解 Li⁺/Mg²⁺ 选择性分离机制，对于构建用于从盐湖卤水中提取锂的纳滤膜结构至关重要。本工作通过以 N-氨甲基哌嗪为水相单体、均苯三甲酰氯为有机相单体进行界面聚合，合成了针对 Li⁺/Mg²⁺ 分离定制的聚酰胺纳滤膜。通过将实验表征与密度泛函理论计算和分子动力学模拟相结合，系统研究了 AEP 单体对膜的交联网络、表面物理化学性质以及 Li⁺/Mg²⁺ 分离性能的调控机制。结果表明，基于 AEP 单体赋予的优异反应活性，AEP-TMC 纳滤膜的交联度和孔径得到了*调控。AEP 的分子结构确保了膜表面残留可质子化氨基的引入。重要的是，从热力学和动力学两个角度阐明了 Li⁺/Mg²⁺ 的选择性分离机制。尺寸筛分效应有效截留了具有更大水合半径的 Mg²⁺，而质子化氨基增强的静电相互作用促进了 Li⁺ 的传输，并减少了 Mg²⁺ 水合壳层的电荷屏蔽影响。两者的协同作用建立了有利于 Li⁺ 传输的选择性通道，从而提高了 Li⁺/Mg²⁺ 选择性。在模拟卤水（Mg/Li 质量比为 20）中，优化后的膜表现出 44.8 的增强的 S_Li/Mg 值，纯水通量为 15.8 L·m⁻²·h⁻¹。本工作开发的 AEP-TMC 膜的协同调控机制为设计高性能 Li⁺/Mg²⁺ 分离膜提供了理论依据和技术支持。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ehq-7NjuwKhjMMoKJBZo9A
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