蘭州大學稀有同位素前沿科學中心陳熙萌教授、李湛研究員團隊，在鹽湖鹵水戰略元素膜分離研究中取得系列新進展。相關研究成果先后在國際材料與化學領域期刊《美國化學會志·金》和《納米快報》上發表。
鋰作為重要的不可再生戰略資源，在我國新能源、先進制造等領域具有重要地位。我國的鋰資源主要存在于鹽湖鹵水中。目前，傳統鹽湖提鋰技術仍存在二次污染、成本高、回收率低、選擇性差等問題。
自2020年開始，陳熙萌團隊致力于開發一種從鹵水到高純鋰、再到鋰同位素的連續分離提取工藝。研究團隊成功設計出一種全新結構的二維異質結復合膜（以下簡稱二維膜）。該膜利用二維膜層間的選擇性限域傳輸過程，成功實現了在真實鹽湖環境中對鋰及相關戰略元素的分離提取。
據介紹，該類二維膜的通道允許小尺寸水合離子的快速通過，同時阻止了較大尺寸水合離子在二維膜層間的快速傳輸，進而實現了混合體系中多離子之間的超高選擇性尺寸篩分，具有較好的工業化應用前景。“二維膜層間同時存在兩種結構，金屬有機框架材料/石墨烯異質結構的存在顯著提高了膜的分離選擇性，而聚合物/石墨烯異質結構的存在改善了膜的機械強度和穩定性，進而大幅提升了膜的實際應用潛力。”陳熙萌說。
李湛介紹，該技術實現了二維膜材料對于復雜體系中多離子之間的篩分，研究還解析了多種離子在二維膜層間的尺寸限域篩分機理。研究成果不但為先進二維膜材料的設計與構筑提供了新思路，也為復雜體系中相似物質之間的高效分離提取提供了一種新技術，同時為鹽湖鹵水中鋰離子的分離提取開辟了一條新路線。
