在恶劣条件下通过醇功能化的金属有机框架子纳米流体膜解锁直接提取
Chen Zhao1, Fan Feng2, Jue Hou1
1Chemical and Environmental Engineering, School of Engineering, RMIT University, Melbourne, Victoria 3000, Australia.
Journal of the American Chemical Society
|May 11, 2024
概括
这项研究开发了新的金属有机框架通道膜 (MOFCM),用于高效地从具有挑战性的盐水中提取离子 (Li+). 即使在高度中,MOFCM也表现出高的Li+/Mg2+选择性,为回收提供了稳定的解决方案.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 环境科学
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 膜对于选择性离子分离至关重要,特别是从工业盐中回收离子 (Li+).
- 现有的MOF膜在缩盐水中难以保持高Mg2+/Li+比率和稳定性.
研究的目的:
- 开发先进的MOF膜,以从具有挑战性的盐水溶液中有效和稳定地提取Li+.
- 研究含有UiO-66-{SH}2的MOF通道膜 (MOFCM) 对于+分离的性能.
主要方法:
- 通过在聚合物纳米通道中生长UiO-66-(SH) 2来制造MOF通道膜 (MOFCM).
- 使用分子动力学模拟和在不同Mg2+/Li+和多离子度下的实验研究来评估膜性能.
- 长期在含有高度Mg2+的盐水中评估膜稳定性.
主要成果:
- MOFCM表现出高单价离子选择性,达到高达10^3的Li+/Mg2+选择性.
- 即使Mg2+/Li+比率增加 (0.2-30),Li+/Mg2+的选择性仍然显著 (19-1516).
- 在多离子扩散下,膜在3. 5M的Mg2+丰富盐水中稳定30天,+/Mg2+的选择性高达1114.
结论:
- MOFCM提供了高Mg2+盐水中高效直接取的有希望的策略.
- 开发的膜显示出有价值矿物回收的工业应用的潜力.
- 这项工作为设计强大的MOF膜提供了一个新的途径,用于具有挑战性的分离过程.
