Facile design of the nanofiltration membrane with Cu2+-incorporated aminated polyethylene substrate for highly selective magnesium/lithium separation

纳滤 锂(药物) 基质(水族馆) 化学工程 化学 选择性 聚乙烯 无机化学 有机化学 催化作用 生物化学 医学 海洋学 地质学 工程类 内分泌学
作者
Hui Wen,Nuanyuan Xu,Pengjia Dou,Changkun Liu
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:704: 122820-122820 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2024.122820
摘要

Efficient separation of magnesium and lithium ions (Mg2+/Li+) from high Mg2+/Li+ ratio salt-lake brines using nanofiltration (NF) technology is crucial for stabilizing lithium resources in light of the increasing demand for lithium-based products. Although positively charged NF membranes show promise in selectively separating Mg2+ and Li+ ions, the issues of inefficiency and undesirable trade-offs in perm-selectivity remain pressing. In this study, we presented a breakthrough in creating a highly permeable NF membrane tailored for selective Mg2+/Li+ separation using the cost-effective polyethylene (PE) as the substrate for the preparation of the NF supporting layer. Employing a facile and low-cost Cu2+-incorporated amination process, the hydrophilization of PE substrate was accomplished. This innovative Cu2+-incorporated amination technique not only facilitated rapid hydrophilization but also established a positively charged PE surface while simultaneously regulating the formation of a thinner and loose polyethyleneimine (PEI)-based polyamide (PA) skin layer (∼26 nm) through the coordination bonding between the Cu2+ and amine groups. Consequently, the resultant NF membrane achieved simultaneous enhancements in permeability (∼16 L m−2 h−1 bar−1) and selectivity for Li+/Mg2+ (33) during the nanofiltration of the simulated brine, effectively reducing high Mg2+/Li+ ratios in the feed close to 1 in the permeate, and making it suitable for the subsequent precipitation to produce Li2CO3. Furthermore, this membrane demonstrated remarkable long-term stability, with stable NF operation continuously for over 7 days, owing to its robust Cu2+-induced aminated PE supporting layer and PEI-based PA skin layer. Our work underscores the simplicity and cost-effectiveness of the Cu2+-incorporated amination process in achieving superior PE-based NF membranes, specifically targeting lithium extraction from salt-lake brines.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
韦韦完成签到 ,获得积分10
2秒前
小曹君完成签到,获得积分10
3秒前
Alvin完成签到 ,获得积分10
3秒前
阿俊1212完成签到 ,获得积分10
8秒前
乔杰完成签到 ,获得积分10
10秒前
忧心的藏鸟完成签到 ,获得积分10
14秒前
狂野的小笼包完成签到,获得积分10
15秒前
思源应助Benhnhk21采纳,获得10
20秒前
Kelly完成签到,获得积分10
28秒前
CY完成签到,获得积分10
34秒前
37秒前
Benhnhk21发布了新的文献求助10
42秒前
小马完成签到 ,获得积分10
48秒前
wwwjy完成签到 ,获得积分10
49秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
50秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
1分钟前
TIAN完成签到,获得积分20
1分钟前
singlehzp完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研型高松灯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
岩松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
LDX完成签到,获得积分10
1分钟前
积木123完成签到,获得积分10
1分钟前
pangcheng完成签到,获得积分10
2分钟前
tlh完成签到 ,获得积分10
2分钟前
lala完成签到,获得积分10
2分钟前
李法拉完成签到 ,获得积分10
2分钟前
kk完成签到 ,获得积分10
2分钟前
genius完成签到 ,获得积分10
2分钟前
horse完成签到,获得积分10
2分钟前
小小虾完成签到 ,获得积分10
2分钟前
欧阳蛋蛋鸡完成签到 ,获得积分10
2分钟前
三脸茫然完成签到 ,获得积分0
2分钟前
午午午午完成签到 ,获得积分10
2分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
2分钟前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
3分钟前
RayLam完成签到,获得积分10
3分钟前
兴奋的发卡完成签到 ,获得积分10
3分钟前
physicalpicture完成签到,获得积分10
3分钟前
盟主完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6358906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8172953
关于积分的说明 17211452
捐赠科研通 5413913
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865319
邀请新用户注册赠送积分活动 1842737
关于科研通互助平台的介绍 1690806