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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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[交流]
新技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)鹽湖鹵水高效提鋰
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近日，山西大學(xué)資源與環(huán)境工程研究所教授程芳琴團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)教授高冠道團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在鹽湖鹵水高效提鋰方面取得重要進(jìn)展。研究成果發(fā)表于《自然—通訊》（Nature Communications）。 鋰被確立為我國(guó)戰(zhàn)略性金屬元素，其高效穩(wěn)定供給對(duì)國(guó)家能源安全保障、低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展具有重要意義。我國(guó)約80%的鋰資源賦存于鹽湖鹵水中，鹽湖鹵水提鋰兼具儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)，成為重要的鋰資源供給渠道。 但是，我國(guó)鹽湖鹵水具有鋰離子濃度低、鎂鋰比高等特點(diǎn)，鋰離子分離難度大。現(xiàn)已工業(yè)化生產(chǎn)的萃取法仍面臨萃取劑易溶損、萃取級(jí)數(shù)多、分離效率低等多重挑戰(zhàn)。 針對(duì)這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種具有超穩(wěn)結(jié)構(gòu)的Pickering乳液萃取提鋰體系，該體系是以固體納米顆粒作為乳化劑，將傳統(tǒng)萃取劑（磷酸三丁酯，TBP）限域于Pickering乳滴的內(nèi)部油相，在增大油水傳質(zhì)界面的同時(shí)可有效避免萃取劑的溶損。 該工作中，Pickering乳液只需經(jīng)過(guò)三級(jí)萃取就能達(dá)到鋰離子提取率91.7%，鎂鋰分離因子101.9，分別遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)TBP萃取體系的52.8%和12。通過(guò)對(duì)固—油—水三相界面特性的研究，結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬，揭示了鋰離子選擇性高效分離的界面作用機(jī)制。 研究指出，固體納米顆粒之間的縫隙為離子傳輸通道，其表面電荷在油水界面處所產(chǎn)生的界面電場(chǎng)既能排斥鎂離子又能促進(jìn)鋰離子的快速脫水合，從而實(shí)現(xiàn)鋰離子的高效傳輸。 該工作基于界面電場(chǎng)效應(yīng)和限域效應(yīng)構(gòu)建了新的鹽湖鹵水提鋰方法，同樣可為其他多離子共存體系（如工業(yè)廢鹽、海水、固廢浸出液等）中特定金屬離子分離回收提供借鑒。 山西大學(xué)資源與環(huán)境工程研究所副教授李恩澤為論文第一作者，程芳琴和高冠道為論文通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，關(guān)鍵地球物質(zhì)循環(huán)前沿科學(xué)中心“GeoX”交叉項(xiàng)目和中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目等支持。 相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62927-z |
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