高分子科学前沿10月11日讯：高性能镁锂分离膜是提高盐湖提锂效率的关键材料，但受制于高的锂通量与镁锂选择性难以兼得。表面改性可将功能性分子引入膜内，调控膜的亲水性、电荷、孔径等性质，突破膜的渗透性/选择性权衡关系。现有的改性策略通常是对膜的某一特定性质进行优化，忽略了膜相关联性质的协同调控。事实上，膜的大多性质是相互关联、相互缠结的，对其中一个性质的优化往往联动着其它性质向不利于提高膜性能的方向发展，导致“鱼和熊掌不可兼得”。例如，采用亲水性分子对基准膜PEI-TMC表面改性，可提高膜表面亲水性，但不可避免的使酰氯水解，降低膜表面正电性，膜仍受限于通量与选择性间的trade-off效应。

基于此，华中科技大学赵强教授团队设计了氨基/溴化季铵盐混合物，对PEI-TMC膜上/下层区域同时定向调控电荷、亲水性、孔径，实现了膜通量/镁锂选择性“双增”，制备了大面积平板膜及卷式组件，从模拟卤水中获得了纯度为98.6%的碳酸锂产品。相关工作以“Advanced Lithium Extraction Membranes Derived from Tagged-modification of Polyamide Networks”为题发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》。华中科技大学化学与化工学院博士生彭华文为论文第一作者，卷式组件的制备得到了湖南澳维科技股份有限公司的帮助。

文章要点 

图1. 溴化季铵盐表面改性示意图及膜表面形貌、厚度

结论与展望

本文设计了氨基/溴化季铵盐混合物，对初生膜上/下层同时、定向调控亲水性、电荷、孔径等性质，实现了镁锂分离膜通量/选择性“双增”，利用定向改性的便捷性，制备了卷式膜组件。该工作为定向调控纳滤膜特定区域/性质及改性分子设计提供了新的思路。（本刊有删节）详情见高分子科学前沿公众号