Asymmetric polyamide nanofilm boosted by protonated dendrimer porous intermediate layer for Li+/Mg2+ separation

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作者
Bingbing Yuan,Mengxue Wang,Menghan Wu,Dongxiao Yang,Kaili Zhang,Siheng Zhao,Yuhang Zhang,Ping Hu,You Meng,Shengchao Zhao,Kuo Chen,Xiaozhuan Zhang,Juhui Jiang,Xiangdong Lou,Q. Jason Niu
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:701: 122743-122743 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2024.122743
摘要

Nanofiltration membrane with fine-tuned pore structure and inner charge can achieve the efficient extraction of Li resource from Salt Lake. Herein, we synthesized three water-soluble dendrimers with 128, 256, and 512-aromatic amine groups that enable to be protonated to show positive charge. Protonated dendrimer porous intermediate layer, thus can be designed and fabricated via diazotization-coupling reaction, which imparts interfacial polymerization polyamide dense layer with optimized screening pore structure and decreased inner negative charge. Enhanced water/salt permeance was obtained due to the formation of nanostripe structure and thinner thickness of separation layer, as high as 360.87 kg m−2 h−1 MPa−1 for 2000 ppm LiCl. Furthermore, the asymmetric polyamide nanofilm with decreased negative charge density provided 11.52 times of Li+/Mg2+ separation selectivity compared to the pristine counterparts. For example, the PSF-160A-PA membrane exhibited a Li+/Mg2+ selectivity of 45.8. Higher cut-off lines between water permeance and Li+/Mg2+ separation selectivity were achieved, while achieving higher Li purity and Li recovery was observed, which was better than some of literature-reported membranes. This work presents a scalable strategy to fine-tune the structural feature of intermediate layer, then form defect-free polyamide nanofilm for accurate ion sieving.
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