受限通道中的锂提取

摘要 从水性资源中可持续提取锂（Li + ）对于下一代储能技术越来越至关重要。传统技术通常受到高昂成本、复杂工艺需求以及处理海水等低浓度资源时效率低下的限制。基于膜的锂提取已成为一种变革性的替代方案，具有能耗低、环境友好以及实现高锂选择性的潜力。该技术的关键在于受限通道的概念，其中离子传输在纳米或亚纳米级路径内受到调控。与传统的体相分离不同，受限通道表现出独特的机制，包括尺寸效应、孔壁效应和特殊相互作用，从而能够区分 Li + 与具有相似离子尺寸的竞争离子。本综述将受限通道膜分为三大类：二维层状系统（例如氧化石墨烯、MXenes、粘土）、多孔晶体骨架（例如金属-有机骨架 (MOFs)、共价有机骨架 (COFs) 和多孔有机笼 (POCs)）以及具有工程纳米限制的聚合物。我们总结了材料设计、孔结构调控和分离机制见解方面的最新进展。最后，我们重点介绍了配备受限通道膜的新兴三类分离过程（扩散、纳滤和电渗析）以及实现规模化制备的未来潜在可能性，强调了先进材料、膜工程和计算建模的整合。