传统盐湖提锂技术存在二次污染、成本高、回收率低、选择性差等问题。氧化石墨烯膜作为一种新兴的二维膜分离材料，其可控的层间结构与超高的水通量，在海水淡化、污水处理以及分离分析领域具有广阔应用前景。然而，容易肿胀、变形、失效的二维层间通道，限制了其在真实环境中多离子的选择性、快速、高效分离。

为此，研究团队成功设计出一种全新结构的二维异质结复合膜。该膜利用膜层间的限域传输过程，成功实现了在真实盐湖环境中对锂及相关战略元素的分离提取。

研究团队在氧化石墨烯膜的二维夹层中通过单离子诱导合成策略，原位限域合成出二维金属有机框架材料和二维海藻酸钠纳米带，进而构建出一种全新结构的二维三元异质结膜。该类二维异质结通道可允许小尺寸水合离子快速通过，同时阻止了较大尺寸水合离子在二维膜层间的快速传输，进而实现了混合体系中多离子之间的超高选择性尺寸筛分，锂钾、钠钾以及锂镁分离因子分别达到20.9、31.2和9.5，具有较广的工业化应用前景。

研究人员认为，该技术实现了二维膜材料对于复杂体系中多离子的筛分，并阐明了多种离子在二维层间的尺寸限域筛分机理，不但为先进二维膜材料的设计与构筑提供了新思路，也为复杂体系中相似物质之间的高效分离提取提供了一种新技术，同时为盐湖卤水中锂离子的分离提取开辟了一条新路线。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacsau.3c00473