全球向电动汽车和可再生能源存储的过渡导致对锂资源的需求不断增加。在自然界中，锂储量主要分布在矿石和盐湖卤水中，盐湖卤水因其巨大的储量和开发潜力而占全球锂资源的约60%。然而，由于中国盐湖卤水中高Mg/Li比的情况，从卤水中开采锂面临着极大挑战。

图1：图形摘要

近日，北京化工大学陈伟教授团队在期刊《Separation and Purification Technology》上发表了最新研究成果“Fiber-supported lithium adsorbent with engineered interlayers for enhanced lithium adsorption and selectivity from high Mg/Li ratio salt lakes”。北京化工大学为第一署名单位，论文第一作者为该校研究生胡慧，通讯作者为北京化工大学陈伟教授和衢州学院贲海婕教授。研究通过静电纺丝技术，使改性的锂铝水滑石在静电纺丝膜上原位生长，得到的纳米纤维材料表现出优异的锂吸附容量、高选择性和良好的循环稳定效果，为设计提锂吸附材料提供了简单、可靠的新方案。该工作是在衢州资源化工创新研究院《随型异构柔性纳微材料》项目的支持下完成。

图2：提锂纳米纤维膜基本表征及模拟示意图

团队通过十二烷基硫酸钠（SDS）插层的LiAl-LDH原位生长到静电纺丝聚丙烯腈（PAN）纳米纤维上制备了新型分层吸附剂（PAN@LDH-SDS）。该策略创造了一种独特的结构，具有显着扩大的层间间距，为锂的运输提供了增强的途径，同时可阻碍更大的水合镁离子。

图3：提锂纳米纤维膜吸附性能

吸附实验证明，提锂纳米纤维膜（PAN@LDH-SDS）具有较好的提锂吸附效果，在模拟盐水中，锂吸附能力为5.37 mg/g，Li+/Mg2+分离系数为 188.7。同时，盐水中PAN@LDH-SDS的Li+提取性能包括qe、吸附平衡时间和Li+/Mg2+的选择性与其他LiAl-LDH相比，Li+/Na+和Li+/K+的整体性能也相对较好。

图4：提锂纳米纤维膜吸附机理

理论计算表明，提锂纳米纤维膜（PAN@LDH-SDS）对Li+的吸附能较负，而对Mg2+的吸附能较正。这种吸附能量的差异表明了PAN@LDH-SDS选择性捕获Li+的能力，并且与实验观察到的较好的Li+/Mg2+选择性高度一致。

作者通过静电纺丝原位生长改性的水滑石开发了一种高效提锂纳米纤维膜，SDS插层和PAN纳米纤维载体的协同集成，实现了更好的吸附性能和出色的镁锂选择性，该工作提供了一个可扩展的基于纤维的平台，具有量身定制的层间环境，解决了从高镁锂比中提取锂的关键挑战，为锂资源的可持续提取提供了有前途的解决方案

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.135094