摘要
随着新能源时代的到来，对锂资源的需求量显著提高，发展高效的盐湖锂资源提取方法具有重要意义。目前，从盐湖卤水提取锂离子的理想选择是膜分离技术，其中纳滤膜是一种具有高水通量以及高Mg2+/Li+选择性的膜。但由于Mg2+和Li+具有相似的水合半径，导致无法有效的分离镁锂。针对以上问题，本文中选用聚醚砜（PES）超滤膜为多孔支撑层，1,3,5-苯三甲酰氯（TMC）为有机相单体，双氨基胍盐酸盐（DAGH）为水相单体，通过采用无支撑界面聚合（SFIP）方法以及向水相溶液中引入添加剂的方式调控界面聚合（IP）反应，明显改善了复合纳滤膜的镁锂分离。 基于前期的研究结果，选用DAGH为水相单体，用传统IP方法制备的复合膜对Mg2+截留率不高，经过对IP反应参数分析，可能与支撑层的化学性质与微观结构有关，而SFIP方法可在一定程度上消除多孔支撑层对界面层形成过程的影响。因此，本文第一部分采用SFIP方法成功地在PES多孔支撑层上覆盖一层均匀且致密的聚酰胺（PA）皮层。采用SEM、AFM、XPS、Zeta电位等表征手段，对复合膜的形貌、化学结构、表面电位进行分析。结果表明，SFIP方法促进了PA层的生长，提高了交联度。当压力从低压增至高压（0.2MPa-0.7MPa）时，MgCl2截留率从72.24%增至93.41%，LiCl截留率从25.35%增至46.22%。同时，当Mg2+/Li+质量浓度比为10时，Mg2+截留率为95.44%，Li+截留率为-6.33%，分离因子为23.32，表现优异的Mg2+/Li+分离性能。 虽然无支撑复合膜成功的提高了纳滤膜对Mg2+的截留率，却存在PA层与PES多孔支撑层之间的粘附力相对较弱等缺点，不具备广泛的适用范围。由于添加剂调控IP反应具有调控作用广泛、易操作等优势，因此，本文第二部分主要探究了添加剂二甲基亚砜（DMSO）、聚乙烯吡咯烷酮-K30（PVP-K30）、十二烷基硫酸钠（SDS）对复合膜渗透选择性能的影响。结果表明，添加剂DMSO、PVP-K30、SDS的最佳浓度依次为1.0wt%、0.5wt%、0.2wt%。与其他两种添加剂制备的复合膜相比，添加剂DMSO所制备的复合膜对MgCl2的截留率最优，在0.7MPa时，对MgCl2的截留率达到95.48%。同时，当Mg2+/Li+质量浓度比为10时，Mg2+截留率为86.24%，Li+截留率为12.48%，分离因子为6.36，进一步证实添加DMSO后的复合膜具有良好的分离性能。
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