金属有機フレームワーク膜を通したポリスチレンスルホン酸によるリチウムイオンの迅速かつ選択的分離

塩湖の塩水からリチウムイオンを抽出することは、リチウム化合物を製造するために非常に重要です。本研究では、現場での封じ込め変換プロセスを通じてポリスチレンスルホン酸（PSS）を糸状にしたHKUST-1金属有機フレームワーク（MOF）膜を構築する新しいアプローチを報告します。得られた膜PSS@HKUST-1-6.7は、独自の固定された三次元スルホン酸ネットワークを持ち、25 °Cで非常に高いLi+導電率5.53×10-4 S cm-1、70 °Cで1.89×10-3 S cm-1、Li+フラックス6.75 mol m-2 h-1を示し、これは従来のHKUST-1膜の五桁高い値です。Li+、Na+、K+、Mg2+イオンのスルホン酸基に対する親和性の違いとサイズふるい効果の差に起因して、PSS@HKUST-1-6.7膜はLi+/Na+、Li+/K+、Li+/Mg2+に対してそれぞれ78、99、10296の理想的な選択性を示し、実際の2元イオン選択性はそれぞれ35、67、1815であり、これはイオン導体およびリチウムイオン抽出膜の中でこれまで報告された中で最高です。