使用表面修改的商业纳米过膜从使用过的离子电池液中分离的高选择性分离
Xuesong Yao1, Qingxin Zheng2, Vetozora Tjimaka Tjambiru1
1Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-11 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan.
Environmental science & technology
|October 23, 2025
概括
这项研究介绍了一种新的纳米过膜,用于有效地从耗尽的电池中回收. 膜对比其他金属具有很高的选择性,可以在没有危险化学物质的情况下生产电池级碳酸.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 电池中的需求不断增长,需要有效的回收方法.
- 从使用过的离子电池 (LIB) 中传统的金属回收面临着环境和效率方面的挑战.
- 纳米过 (NF) 为 (Li) 恢复提供了一个有前途的先进分离技术.
研究的目的:
- 开发一种高度选择性的纳米过膜,用于从消耗的LIB中回收.
- 以可持续的方式生产电池级碳酸 (Li2CO3).
- 为了研究在NF分离LIB浸出物时控制离子运输的机制.
主要方法:
- 商用NF膜的表面修改,以提高Li+/Mx+的选择性.
- 两通纳米过工艺用于Li2CO3净化.
- 液pH值和工作压力对分离性能的影响的分析.
- 使用具有介电排除 (DSPM-DE) 的多南-斯特里克孔模型验证离子运输.
主要成果:
- 通过修改的NF膜实现了前所未有的Li+/Mx+选择性 (例如,Li+/Ni2+为645.9)
- 通过无化学物质的NF工艺生产的99.52%纯度的电池级Li2CO3.
- 在较低的pH值和较高的压力下确定了最佳的NF条件,由膜表面电荷和孔状特征驱动.
结论:
- 开发的NF膜提供了一种高效且环保的回收途径,用于从已耗尽的LIB中回收.
- 这项研究提供了对离子传输的机理理解,为先进的NF膜设计铺平了道路.
- 这种方法显著提高了LIB回收的可持续性和经济可行性.
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