北航 郭林院士IM：高通量选择性锂筛分膜——非晶Ni(OH)₂纳米片插层氧化石墨烯的设计与性能

背景：从卤水或海水中高效提取锂对新能源产业至关重要，但现有离子筛分膜难以同时实现高通量和高选择性。氧化石墨烯（GO）膜虽为理想基材，但存在溶胀失稳、选择性不足和传输能垒高等问题。研究目的：为解决上述矛盾，本研究旨在通过将非晶Ni(OH)₂纳米片插层至GO中，设计一种新型不对称复合膜，以协同提升锂离子传输通量与选择性。结论：成功制备了“致密筛分层+多孔吸附层”不对称膜（AM-a-Ni(OH)₂ NS@GO）。该膜通过阳离子-π相互作用将层间距稳定在0.68-0.75 nm，完美匹配Li⁺水合半径，并整合静电预筛选、分子筛分和吸附备份三重协同机制。在模拟卤水中，膜实现了90 mmol·m⁻²·h⁻¹的高Li⁺通量和37的Li⁺/Mg²⁺选择性，且具备优异的长期稳定性（浸泡60天、循环100次性能保留>90%），为锂提取技术的工业化应用提供了有前景的解决方案。