浙江大学Nature Water｜阳离子3D-COFs膜快速和选择性从盐水中提锂

1、高效离子传输膜的开发在能源、水净化和资源回收领域具有重要意义。在从盐湖中提取锂的应用中，以尺寸筛分和唐南排阻为主的膜通常通过牺牲Li+通量来提高Li+/Mg2+选择性，这不可避免地显著增加了分离的能耗。

2、在这项工作中， 作者操纵孔电荷密度，以证明抗衡离子介导的正电荷通道在有效的Li+运输中的重要作用。 在使用电场解耦阴离子和阳离子的传输之后，揭示了阳离子的传输行为和膜电荷密度之间的潜在关系。

3、基于曼宁的抗衡离子凝聚理论和密度泛函理论计算， 揭示了一价阳离子通过与带正电荷的孔隙中锚定的抗衡离子相互作用形成高速传输路径的传输模式。

4、阳离子共价有机框架膜在电渗析试验中显示出321的高Li+/Mg2+选择性，同时具有优异的锂渗透速率(0.53 mol m-2·h-1)。因此，结果表明抗衡离子介导的共价有机骨架膜在锂资源提取领域具有巨大的潜力。

Fig. 1 | Schematic illustration of the structure of the COF membranes and the counterion effect in the COF membrane.

Fig. 2 | Characterization of physico-chemical properties of COF membranes.

Fig. 3 | Selective transport of cations in COF membranes

Fig. 4 | Characterization of ion transport driven by electric field.

Fig. 5 | Investigation of ion separation mechanism and electrodialysis performance of COF membrane