自然界中，生物離子通道能夠保證特定離子的高選擇性跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。受生物離子通道啟發(fā)，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所仿生能源界面技術(shù)研究中心研究員劉健和高軍基于結(jié)晶和無定形同源氮化碳材料，構(gòu)筑了具有埃級(jí)尺寸通道的仿生氮化碳膜，實(shí)現(xiàn)了高選擇性的鋰鎂分離。相關(guān)研究成果以Congener-welded crystalline carbon nitride membrane for robust and highly selective Li/Mg separation為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。

該團(tuán)隊(duì)制備了具有埃級(jí)孔的結(jié)晶型氮化碳，經(jīng)超聲剝離、真空抽濾得到結(jié)晶氮化碳納米片膜，進(jìn)一步利用congener welding策略在其表面沉積無定形氮化碳，得到界面接觸緊密且相容性高的晶體/聚合物復(fù)合膜。得益于聚三嗪酰亞胺均勻、窄的孔隙及孔道內(nèi)豐富的離子結(jié)合位點(diǎn)，復(fù)合膜在鋰鎂分離中表現(xiàn)出色，可從高濃度Mg²⁺中篩出極低濃度的Li⁺，且選擇比達(dá)1708。這一成果為設(shè)計(jì)新型鋰鎂分離膜提出了新思路，為實(shí)現(xiàn)從高鎂鋰比鹽湖高效穩(wěn)定提鋰提供了可行方案。

研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和山東省自然科學(xué)基金等的支持。

青島能源所構(gòu)筑仿生氮化碳膜實(shí)現(xiàn)高選擇性鋰鎂分離