膜技术新进展！新型正电荷纳滤膜出现，用于从电池浸出液和盐湖回收锂

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膜技术前沿

英文题目:

Positively-Coated Nanofiltration Membranes for Lithium Recovery from Battery Leachates and Salt-Lakes: Ion Transport Fundamentals and Module Performance

用于从电池浸出液和盐湖回收锂的正电荷纳米过滤膜：离子传输基础和模块性能

期刊名称: Advanced Functional Materials

DOI号: 10.1002/adfm.202408685

02

摘要内容：

本研究开发了一种新型的正电荷纳米过滤膜，用于从高盐度的盐湖卤水和电池浸出液中回收锂。这种膜通过在传统的聚酰胺膜上涂覆富含铵基团的聚电解质来增强在高盐环境下对单价阳离子的选择性。研究使用盐湖卤水和电池浸出液进行了超过8000次的离子排斥测量，证明了涂层膜能够在单次过滤阶段将盐湖中的镁浓度降至0.14%，并将电池浸出液中的锂纯度提升至98%。该膜在酸性条件下能保持12周的稳定性。分子动力学分析揭示了铵基团在低pH下创造了一个静电屏障，选择性地阻碍多价阳离子的传输。这一发现通过测量zeta电位、孔径大小和离子分配率得到了证实，表明基于电荷的多价阳离子排除是观察到的选择性提高的主要原因。

03

研究背景和意义:

随着电池和电容器等能源存储技术的不断发展，对锂离子电池的需求预计每年将显著增长，这突显了可持续、可扩展且成本效益高的锂提取和生产方法的重要性。目前，全球锂需求主要通过两种途径满足：开采锂辉石矿和从盐湖卤水中提取；以及通过回收废弃电池和电容器。然而，现有的商业方法在提取锂时需要消耗大量淡水，且生产周期长，对环境造成压力。

本研究解决了传统纳滤膜在高盐度环境下单价选择性差的问题，通过引入富含铵基团的聚电解质涂层来增强膜的选择性。这种涂层不仅增强了膜的单价阳离子选择性，而且在酸性条件下具有很好的稳定性，这对于从电池浸出液和盐湖卤水中有效回收锂具有重要意义。

04

研究方法:

研究采用了实验和分子动力学模拟相结合的方法。实验部分包括膜的制备、表征以及在不同条件下的离子排斥测试。分子动力学模拟用于理解离子和膜功能团之间的相互作用。

涂层膜的制备包括在传统的聚酰胺膜上通过共价结合的方式涂覆一层高交联、耐酸的聚电解质。这种聚电解质含有高密度的铵基团，专门设计用于增强对多价阳离子的电荷排斥。

05

主要结果和结论:

涂层膜在提高水通量的同时保持了高离子排斥率，显著提高了锂的回收效率和纯度。在智利盐湖卤水和NMC电池浸出液的测试中，涂层膜显示出优异的锂回收性能和长期稳定性。

详细机理:

分子动力学分析揭示了铵基团在低pH条件下形成了一个静电屏障，这有助于选择性地阻碍多价阳离子的传输。模拟结果与实验观察到的离子分配行为一致，证实了通过增强Donnan排斥效应来提高单价选择性的有效性。

mo shu

来源：环化生材

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相关会议

2024

2024第二届

2024年12月4-6日

中国·重庆

主办单位

中国海洋学会海水淡化与水再利用分会

全国膜技术信息站

承办单位

《盐湖研究》编辑部

《水处理技术》编辑部

重庆大学

协办单位

中国科学院青海盐湖研究所

西南大学

重庆交通大学河海学院

重庆工商大学环境与资源学院

重庆文理学院化学与环境工程学院

四川大学新能源与低碳技术研究院

成都理工大学材料与化学化工学院

河北工大海水资源高效利用化工技术教育部工程研究中心

深圳市佳耀生态环保科技有限公司

······更多协办单位征集中

前 言

近年来，在全球能源结构转变和新型材料体系快速发展的大背景下，以锂资源为代表的新能源新材料领域不断突破，涌现出大批新技术、新工艺、新案例及新设备，为改善环境污染、提升资源效能，繁荣科技创新发挥了显著作用，日渐成为支撑产业结构转型，赋能清洁高效生产，构建绿色、低碳、循环现代化工业体系的重要抓手。大力开发锂资源，加速发展新能源，不仅是经济调速换档新常态下，聚焦能源自给与科技强国主阵地，打造发展新增长极，抢抓万亿新市场的有力手段，更是在双碳任务引领下，培育绿色生产力，服务双循环需求，推进可持续与高质量发展目标的战略选择。

本次会议将接续首届西宁盐湖提锂会议成果，按照《青海建设世界级盐湖产业基地行动方案（2021-2035）》《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》等文件要求，继续围绕锂资源提取及新能源开发利用主题，广泛邀请材料科学、能源工程及环境保护等多领域专家学者，以系统梳理、交叉交流和顶层设计的理念，荟聚资源力量，碰撞科学智慧，持续从技术创新、工艺集成、工程应用及装备配套多维度出发，剖析交换锂镁高效分离、盐卤综合开发及新能源废水处理等系列热点需求，并针对盐湖提锂及新能源产业链重大关键、基础及共性问题总结经验进步，前瞻机遇挑战，共同为推动盐湖化工集群化、绿色化发展，建设环境友好型新能源体系，保障我国能源科技安全再发强音！暮岁之季，山城襄邀，至诚欢迎全国盐湖提锂及新能源开发领域技术研发、工程运营及生产制造相关同仁朋友共赴盛宴，合绘新篇。

01

大会主题

发展绿动能•共绘新时代

02

时间地点

会议报到：2024年12月4日（14:00-23:00）

会议时间：2024年12月5-6日

会议酒店：重庆君豪大饭店（中国重庆江北区金源路9号）

酒店外观：

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交通指南：

1、重庆江北国际机场：

（1）乘坐机场大巴→海关车站转公交车（630、127）→君豪大饭店；

（2）轻轨路线：江北机场T3航站楼地铁站-3号口进站乘坐轨道交通10号线(后堡方向）→重庆北站南广场（站内换乘3号线 鱼洞方向）→ 乘坐7站（15分钟）→华新街 地铁站-1号口出→步行1.8公里可至重庆君豪大饭店（或者乘坐出租车10元 至重庆君豪大饭店）

（3）出租车：26公里，预计费用60元。

2、重庆北站北广场：

（1）乘坐公交车（601、611）→海关车站转公交车（630、127）→君豪大饭店

（2）轻轨路线：重庆北站步行87米至重庆北站南广场地铁站-5号口→乘坐7站（15分钟）→华新街 地铁站-1号→步行1.8公里可至重庆君豪大饭店（或者乘坐出租车10元 至重庆君豪大饭店）

（3）出租车：11公里，预计费用30元。

3、重庆西站：

（1）乘坐公交车（473）→黄桷园步行500米至建北二支路（631）→金源路，步行300米君豪大饭店。

（2）轻轨路线：重庆西站地铁站5号线（石桥铺方向）→乘坐4站（10分钟）→石桥铺地铁站（站内换乘1号线朝天门方向）→乘坐5站（11分钟）→两路口地铁站-2B口（站内外步行313米）→两路口公交站615路→乘坐5站（约16分钟）→金源路公交站（步行500米至重庆君豪大饭店）

（3）出租车：17公里，预计费用40元。

03

日程安排

12.4-12.6时间议程

2024年12月4日

参会代表报到

2024年12月5日-6日（上午）

全天交流报告

2024年12月6日（下午）

实地观摩

04

议题内容

※“双碳”背景下盐湖提锂及新能源产业化路径、模式及对策研究；

※盐湖资源综合开发利用关键问题、典型工艺及创新成果介绍；

※膜法、沉淀、吸附、萃取等多种提锂新技术、新工艺及新案例；

※高矿化度、高盐度卤水有价元素提取及结晶蒸发技术；

※盐湖提锂及盐卤资源开发技术转移、工艺优化及工程应用示范；

※盐湖提锂及新能源新材料开发优质配套装置选型、展示及推介；

※盐湖有价资源开发利用与生态环境防治路径及系统方案解析；

※盐湖提锂及新能源新材料领域伴生废水环保处理技术；

※热点新能源新材料研究突破、应用实践及发展趋势展望；

※新能源新材料开发利用产业化进程与可持续发展。

05

参会人员

国家或地方政府主管及规划部门领导；盐湖产业相关研究院所、大专院校或科研机构代表；盐湖锂资源开发、生产、施工企业或特色化工园区代表；盐湖提锂及浓盐水利用技术供应商、设备商、工程公司及咨询公司代表；新能源新材料及清洁生产企事业单位代表；行业兴趣人士或新闻、投资机构代表。

06

同期活动

本次会议同期将召开全国中文核心期刊《水处理技术》编委专家会议，具体编委会议安排详见内部通知。

07

注册报名

提前注册：2300元/人（11月25日前）；

现场注册：2500元/人（11月25日后）；

组团注册：2000元/人（同单位三人以上）；

学生注册：1800元。

备 注：1）注册费已含场地费、资料费、餐饮费、考察费等，住宿统一安排，费用自理；2）为精准会务服务，请尽量提前缴费报名，提前缴费发票现场领取，现场缴费会后寄发；3）学生请携带学生证（限全日制）。

08

发言报告

为扩大交流成果，系统展示研究进展，除少量特邀专家报告外，论坛同时面向业界公开征集发言报告，择优选用，欢迎有意分享先进技术，推广工程经验，宣介创新装备的兴趣学者专家或企事业单位代表咨询确认。

09

赞助协办

围绕世界级盐湖产业基地及新能源高质量发展目标，盐湖提锂及盐卤资源综合利用开发市场前景巨大，已在新能源储能领域展现出强大需求，会议荟集学研用管丰富资源，是交流技术工艺方案，推广优质装备产品，开拓关联市场空间的重要舞台，欢迎有识企业、实力单位积极联系，通过发言报告、广告投放或其他各类定制形式参与赞助协办，实现共赢发展！详询：0571-88935348。

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展板展位

为推广创新技术，展示科技成果，会议将同期设立技术成果及工程装备展示专区，展区提供标准展板展位一个（展板尺寸：高3M*宽2M，配备一桌二椅和射灯两盏），欢迎盐湖资源开发及新能源利用领域相关生产、研发及工程装备配套企业踊跃报名参展。展位价格：12000元/个（含两人注册参会）。

11

汇款账户

本次会议由协办单位浙江省膜产业协会统一收取注册费用并开具相关发票，发票内容：会议费。具体汇款信息如下：

开 户 名：浙江省膜产业协会；

开户银行：建行杭州文西支行；

账 号：33001616781053005060

报名联系

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注册报名

注册报名：何赛凤；电话：0571-88935408/18268828492

赞助协办：栗鸿强；电话：0571-88935348/13858118948

E-mail：xh@chinawatertech.com

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原标题：《膜技术新进展！新型正电荷纳滤膜出现，用于从电池浸出液和盐湖回收锂》

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