事实快照
- 论文：磺化共价有机框架工程化耐酸纳米纤维膜用于从废旧锂离子电池浸出液中回收锂
- 设备：XH-300PE
- 期刊与分区：Chemical Engineering Journal，中科院 1 区
- 核心条件：温度 120 ℃；功率 600 W；时间 72 h / 60 min
- 关键结果：截留率 99.8%；截留率 93.3%
- 用途：可作为 锂资源回收、耐酸纳滤膜 的论文证据页。
研究摘要
论文摘要指出，作者通过引入 COF-SO3H 构筑出一类耐酸纳滤膜，该组分同时充当水相反应单体、扩散调节剂和电荷可调纳米填料。在界面聚合过程中，COF-SO3H 促使形成相对疏松且具有导电性的聚酰胺层，并由叔酰胺和磺酰胺键连接。最终，膜在电场辅助的高盐 Na2SO4 体系下实现 77.60 L·m−2·h−1·MPa−1 的高水通量和 99.8% 截留率；即使在 1.0 mol·L−1 H2SO4 中浸泡 14 days 后，仍保持 >96% 截留，并在模拟废旧锂电池酸浸液中实现较高的锂/二价金属分离因子。
研究背景与解决的问题
论文摘要指出，作者通过引入 COF-SO3H 构筑出一类耐酸纳滤膜，该组分同时充当水相反应单体、扩散调节剂和电荷可调纳米填料。
设备应用与实验条件
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 温度 | 120 ℃ |
| 功率 | 600 W |
| 时间 | 72 h / 60 min |
关键结果
| 指标 | 结果 |
|---|---|
| 截留率 | 99.8% |
| 截留率 | 93.3% |
机制/方法亮点
- COF-SO3H 同时作为水相反应单体、扩散调节剂和纳米填料，改变了界面聚合过程中的反应-扩散平衡，促成更疏松但更可控的聚酰胺层。
- 新形成的磺酰胺和叔酰胺键把 COF-SO3H 真正嵌入膜层网络，而不是物理掺杂在表面，因此能同时影响结构和稳定性。
- 最优负载 8.0 μg·cm−2 时，膜层获得更有利的纳米通道和表面粗糙度，从而把纯水通量显著推高。
- 在酸性条件下，膜表面 zeta potential 可升到 22.82 mV，配合孔径筛分共同增强对二价阳离子的排斥，形成“孔径筛分 + Donnan 排斥”的双机制。
- 磺酰胺键、较高刚性共轭结构和丰富磺酸基共同抑制了传统酰胺键的酸催化水解，因此膜在强酸中仍能维持结构完整和分离性能。
应用价值
- XH-300PE 同时进入 COF-SO3H 合成后处理与超声剥离两步关键工艺，设备使用链条明确。
- 给出了非常清晰的最优负载窗口: 8.0 μg·cm−2 时实现 71.02 → 227.37 的纯水通量跃升。
- 在高盐条件下实现 77.60 通量与 99.8% 截留，在 30 g·L−1 下仍保持 57.48 / >93%。
- 强酸 14 days 后仍保持约 96% 截留，而对照膜仅剩 7.1%，耐酸优势非常直观。
- 结果已推进到模拟废旧锂电池浸出液，给出 43.7% 的 Li+ 截留和 11.7 / 12.4 / 10.8 的分离因子，应用导向很强。
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常见问题
- 这篇论文使用了哪种设备？
- 本研究使用 XH-300PE。
- 研究的核心发现是什么？
- 该研究发表于 Chemical Engineering Journal（2025），使用 XH-300PE 开展 锂资源回收、耐酸纳滤膜 研究，关键结果包括截留率 99.8%；截留率 93.3%。
- 该研究发表在哪个期刊？
- 发表于 Chemical Engineering Journal，中科院 1 区。
引用信息
Acid-resistant nanofiltration membrane engineered by sulfonated covalent organic framework for lithium recovery from spent lithium-ion batteries leaching solutions
Chemical Engineering Journal, 2025
DOI: 10.1016/j.cej.2025.163069
Acid-resistant nanofiltration membrane engineered by sulfonated covalent organic framework for lithium recovery from spent lithium-ion batteries leaching solutions
Chemical Engineering Journal, 2025
DOI: 10.1016/j.cej.2025.163069