💡这项突破是什么?
深度脱水蛭石膜的耐水溶胀稳定性，为离子的精确筛分提供了结构基础。由于深度脱水形成的极窄通道，体积较大、水合层较厚的水合镁离子在试图进入膜内时，面临着高空间位阻和高传输势垒。而体积较小的锂离子则可以通过改变水合层的形状顺畅通过。此外，嵌在通道内部的铯离子占据了最低能量的吸附位点，进一步降低了锂离子在通道内传输的能量势垒（图2）。在优化的电驱动渗透条件下，该膜的锂离子渗透率达到了0.65 mol m-2 h-1，锂/镁分离选择性达到了148。
图2深度脱水膜增强锂镁选择性机制
为了验证这项技术的实际应用潜力，研究团队选用成分复杂的青海盐湖老卤进行测试。在一套集成的电渗析设备中，经过一步分离处理，卤水中的镁/锂比例从最初的 15.1 降至 0.5，锂离子的质量分数从 6.1 wt% 提升至 45.4 wt%。随后经过浓缩和简单的沉淀处理，提取出了纯度为 99.2% 的工业级碳酸锂粉末（图3）。在面对高渗透压的盐湖卤水时，这种极窄的膜通道能有效限制水分子逆向渗透，减少淡水的消耗，且在长达十多天的连续运行中，膜分离性能稳定，铯离子的流失量极低（小于 2 ppb）。
图3锂镁筛分与盐湖提锂
这项研究工作不仅为解决二维层状膜水溶液中的溶胀问题提供了新的视角，也为降低从天然水体中提取高纯度锂盐的成本与能耗提供了新思路。
相关研究成果以“Deep dehydrated layered vermiculite membrane for selective lithium separation”为题，发表于Angewandte Chemie International Edition《德国应用化学》。文章第一作者为青岛能源所博士后马曌宇，通讯作者为高军研究员。该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和中国博士后基金等项目的支持。（文/图 高军 马曌宇）
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.9661914
Zhaoyu Ma, Jilong Fan, Chenguang Zhu, Hongfei Gao & Jun Gao*, Deep dehydrated layered vermiculite membrane for selective lithium separation. Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e9661914. https://doi.org/10.1002/anie.9661914
