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精密离子筛分技术 成功实现11.5—20.0埃米范围内精确调控
科技日报 史俊斌 / 时间:2021-03-05 21:18:04

科技日报3月4日讯: 记者从西安建筑科技大学获悉,该校环境与市政工程学院、陕西省膜分离技术研究院王磊教授科研团队有针对性地选择具有不同通道尺寸的薄膜,相继在海水淡化与冶金工业废水酸回收方向进行反复应用型研究,成功实现11.5—20.0埃米范围内精确调控。其相关科研成果以《精确控制Al13-Ti3C2Tx薄膜内受限通道尺寸实现可调性离子筛分》为题,日前于国际纳米材料科学领域的顶级期刊《美国化学学会·纳米》在线发表。

膜分离的精密离子筛分技术细分研究对于具有复杂离子体系的盐湖卤水中锂、钾等离子资源的提取与纯化,离子的精确、快速分离效率非常关键,是目前膜分离技术方向的前沿课题,其中二维分离薄膜内的大量受限毛细通道对薄膜分离性能的作用至关重要。

由于水溶液中的离子插层会导致二维薄膜产生溶胀现象,致使受限通道难以稳定维持适于离子筛分的艾米级尺寸,进而导致离子筛分性能降低。该科研团队在以往成果的基础上,选取二维纳米Ti3C2Tx材料作为分离薄膜的构筑单元,通过在相邻纳米片之间引入Keggin羟基铝柱离子,发现具有不同层间距的二维膜在离子筛分过程中表现出了不同分离效应,并得到了二维Ti3C2Tx薄膜具有良好的一价/多价离子筛分性能的层间距离特征值,明显优于商用高分子传统薄膜的分离性能,成功地实现了通道的尺寸在11.5—20.0埃米范围内精确调控。

据先容,此项研究对实现工业废水净化、工业废液中提取贵稀金属资源具有重要应用价值。


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