焦點(diǎn)要聞：上海科技大學(xué)成功構(gòu)建自驅(qū)動(dòng)提鋰非織造材料

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2022年7月19日，上海科技大學(xué)劉巍教授團(tuán)隊(duì)在Matter期刊上發(fā)表了一篇題為“Self-driven lithium extraction by directional liquid transport nonwoven”的研究成果。

課題組通過(guò)將一層含有鋰離子篩顆粒的疏水纖維層和一層親水纖維層復(fù)合，構(gòu)建具有潤(rùn)濕梯度的提鋰非織造材料，直接依靠水溶液重力與材料自身的毛細(xì)管壓力差，引導(dǎo)水溶液穿透材料內(nèi)的曲折孔道與離子篩顆粒接觸，無(wú)需任何外部驅(qū)動(dòng)力的情況下實(shí)現(xiàn)了鋰離子的提取。

在“碳達(dá)峰”和“碳中和”的宏大使命之下，作為新能源汽車、3C消費(fèi)電子和儲(chǔ)能這些領(lǐng)域最不可或缺的能源金屬，鋰正在成為一種戰(zhàn)略性資源。商業(yè)鋰主要來(lái)自于陸地鋰礦，存在數(shù)量有限且地理上分布不均的問(wèn)題。作為一種大量且與地理位置無(wú)關(guān)的鋰資源，海洋和鹽湖鹵水含有巨大的鋰儲(chǔ)量。因此，從海水/鹽水中提取鋰被認(rèn)為是最具潛力的方法。

現(xiàn)有提鋰工藝基于離子置換吸附法的鋰離子篩膜可實(shí)現(xiàn)對(duì)Li+的提取，而傳統(tǒng)鋰離子篩膜的結(jié)構(gòu)致密，液態(tài)鋰源（海水/鹽水）須施加外部壓力作為驅(qū)動(dòng)力才能實(shí)現(xiàn)液體的滲透。因此，傳統(tǒng)鋰離子篩膜在提鋰過(guò)程中會(huì)造成額外的能耗問(wèn)題。

近日，劉巍教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)一種具有定向水滲透功能的復(fù)合不對(duì)稱非織造材料（composite asymmetric nonwoven, CAN），CAN由一層含有鋰離子篩（鈦酸鋰，Li4T5O12）顆粒的疏水（聚偏氟乙烯，PVDF）纖維層和一層親水（棉，cotton）纖維層組成。先通過(guò)水刺非織造加工工藝制備棉纖維層（親水層），然后在其表面通過(guò)靜電紡絲制備含鋰離子篩的PVDF納米纖維層（疏水層），最后通過(guò)熱軋實(shí)現(xiàn)親水層與疏水層的復(fù)合。這項(xiàng)工作無(wú)需任何外部驅(qū)動(dòng)力的情況下實(shí)現(xiàn)了鋰離子的提取，有望為海水/鹽湖提鋰節(jié)省能源成本帶來(lái)希望。

標(biāo)簽： 上海科技大學(xué) 的情況下 研究成果