贤集网11月27讯：近段时间，Advanced Functional Materials刊登了一种新型的正电荷纳米过滤膜，用于从高盐度的盐湖卤水和电池浸出液中回收锂。这种膜通过在传统的聚酰胺膜上涂覆富含铵基团的聚电解质来增强在高盐环境下对单价阳离子的选择性。

研究使用盐湖卤水和电池浸出液进行了超过8000次的离子排斥测量，证明了涂层膜能够在单次过滤阶段将盐湖中的镁浓度降至0.14%，并将电池浸出液中的锂纯度提升至98%。该膜在酸性条件下能保持12周的稳定性。分子动力学分析揭示了铵基团在低pH下创造了一个静电屏障，选择性地阻碍多价阳离子的传输。

这一发现通过测量zeta电位、孔径大小和离子分配率得到了证实，表明基于电荷的多价阳离子排除是观察到的选择性提高的主要原因。

技术突破：新型正电荷纳滤膜的创制

新型正电荷纳滤膜依托独特设计，于传统聚酰胺膜基础上 “精耕细作”。其核心在于涂覆富含铵基团的聚电解质，恰似为膜赋予一层 “智能筛选铠甲”。科研人员历经复杂工序，先是通过哌嗪和三甲酰氯在聚砜载体上展开传统界面聚合，塑造出半芳香族聚酰胺活性层，构成基础膜架构；而后将活化的聚酰胺膜浸入质子化的聚烯丙胺盐酸盐溶液，借助共价缩合手段，使聚电解质稳稳附着，成功制备出这一革新性的正电荷纳滤膜。

这层精心构筑的聚电解质涂层富含高密度铵基团，从物理结构到化学性能全方位重塑了膜特性。与未涂层膜相较，涂层膜的聚酰胺活性层之上稳稳沉淀了高度交联、质地致密的聚电解质涂层，犹如给膜的 “肌肤” 添了一层防护且筛选功能卓越的 “护盾”，膜表面粗糙度顺势降低，厚度也有相应改变（聚酰胺层 30 - 40nm、聚电解质层 35 - 50nm）。

红外光谱剖析显示，铵官能团密度显著攀升，羧基官能团密度微微下调，亲水性得以巧妙维持，接触角随时间变动微小，彰显出优良的稳定性与通透性。

性能卓越：高盐环境下锂回收显神通

锂回收主战场之一是高盐度的盐湖卤水与电池浸出液，此环境对纳滤膜的选择性与稳定性构成严苛挑战，而新型正电荷纳滤膜却能 “游刃有余”。实验室内，科研团队以盐湖卤水和电池浸出液为 “试金石”，开展超 8000 次离子排斥测量，用数据 “编织” 出其优异性能 “画像”。

在处理智利盐湖卤水时，涂层膜的 Donnan 排斥效应大显身手，多价阳离子渗透率锐减一个数量级，如同在离子 “交通要道” 设置严格关卡，精准限制 “通行资格”。单级纳滤进程中，Li/Mg 分离因子跃升幅度高达 70%，成功将渗透流里残留的 Mg²⁺浓度压低至 0.14%，让锂在卤水中 “脱颖而出”，纯度更上层楼。

于 NMC 电池浸出液测试场景下，涂层膜同样不负众望，离子选择性劲增 44%，锂纯度拔升至 98%，高效筛选、富集锂元素，为电池回收产业注入 “强心针”。

不仅如此，在酸性条件 “磨砺” 下，涂层膜稳定性堪称 “硬核”，置身 0.5M HCl 溶液长达 12 周，离子截留率稳如泰山，毫无 “动摇” 迹象。分子动力学模拟揭开背后 “神秘面纱”：低 pH 值时，铵基团 “化身” 静电屏障，凭借与多价阳离子（如 Mg²⁺）间强大库仑斥力，筑牢 “防御工事”，选择性阻碍其传输，而对 Li⁺排斥相对缓和，恰似为锂开辟专属 “绿色通道”，保障其顺畅通过，实现高选择性分离回收。

规模化应用：两级纳滤系统效能解读

从实验室迈向工业应用，新型正电荷纳滤膜依托两级纳滤系统搭建 “实战舞台”。在该系统里，首阶段利用涂层膜 “精准排斥” 特性，对高盐度进料溶液 “把关”，有力阻隔多价阳离子（Mg²⁺等），护送 Li⁺顺利 “通关”；第二阶段聚焦渗透液，再度浓缩提纯其中锂元素，“双管齐下”，实现锂回收最优化。

聚焦能耗与产出效益，随溶液 pH 值调低、锂回收率上扬，特定能耗（SECLi）有所抬升，增幅约 14.7%（处理智利盐湖卤水）与 5%（处理 NMC 电池浸出液）。

看似能耗 “微增”，却换来镁浓度锐减（智利盐湖卤水渗透液中 Mg²⁺浓度低至 0.031%）、锂纯度飙升（NMC 电池浸出液渗透液锂纯度超 99.5%）的 “超值回报”，达成能耗与渗透液质量间精妙平衡，契合工业大规模、可持续运营逻辑，让锂回收从 “小打小闹” 的实验室成果蝶变为具备产业落地价值的实用技术。

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