本项技术介绍了一种创新的光热驱动离子分离器件,该器件由多孔基体、光热层和离子分离膜组成。光热层位于多孔基体的第一表面,而离子分离膜则位于第二表面,两者协同工作以实现高效的离子分离。
背景技术
锂(Li)作为一种重要的不可再生资源,供应短缺问题日益严重。根据统计数据,全球可提取的锂中,约70%存在于盐湖卤水中,然而这类卤水通常含有大量镁离子,使得锂的提取变得困难。尽管中国的盐湖储量占全球可用锂储量的80%,但由于高镁/锂比,传统提锂方法在实际操作中效果不佳,目前只有少数低镁/锂比盐湖资源得到了开发和利用。
为了解决锂资源短缺的问题,研究者们对从高镁/锂比的卤水中提取锂的技术愈发重视。当前已有多种方法被开发用于锂的提取,包括磷酸三丁酯/FeCl3
萃取法、九水偏硅酸钠沉淀法和锂离子筛法等。这些方法尽管能够有效降低卤水中的镁/锂比,但在实际应用中仍然面临锂资源损失、废液处理及环境影响等问题。此外,电化学回收技术在浓度较高的镁/锂混合物中显示出良好的选择性和回收率,但由于设备造价昂贵、操作复杂及回收稳定性相对较低,限制了其大规模应用。膜分离技术被认为是从高镁/锂比卤水中提取锂的有效方案,纳滤膜结合了尺寸筛分和电荷排斥原理,有望替代传统方法。然而,虽然现有的纳滤技术可以很好地分离镁离子与锂离子,但对于水合半径和电荷性质相近的钠离子与钾离子却无法有效分离,这导致需要额外的后处理步骤纯化收集到的锂产品。此外高浓度盐水对膜分离技术的应用提出了挑战,因为其高渗透压差要求施加超出膜的承受能力的压力。因此,传统的处理工艺往往需要稀释高浓度卤水,而这种预处理增加了操作复杂性。同时,纳滤膜分离后获得的富锂溶液仍需通过能量密集型工艺进一步浓缩,才能实现有效的锂资源利用。
实现思路