近日，青海盐湖研究所膜分离提锂技术与应用团队联合电化学分离技术团队，首次开发出具有高效钠离子吸附性能的柔性共价有机框架材料（COFs），为高纯氯化锂制备提供了创新解决方案。相关论文发表于《化学工程学报》。

锂工业的快速发展加剧了对高纯度氯化锂原料的需求。然而，原料中混杂的氯化钠杂质因电解电位低于氯化锂，会在电解制锂过程中优先析出，严重影响金属锂的纯度。如何高效去除氯化锂溶液中的钠离子，成为制约高纯锂盐产业发展的关键难题。

研究团队通过创新合成策略，在90分钟内成功构建出两种新型柔性COFs材料（ISL-COF-1和ISL-COF-2），并通过后合成修饰技术将冠醚分子精准固定在框架结构中。实验数据显示，优化后的ISL-COF-1CE材料展现出惊人的分离性能：钠离子吸附容量达63.7mg/g，对钠/锂的选择性吸附比高达7.1，且经过10次循环使用后吸附效率仍保持90%以上。

“这项突破源于多维度协同作用机制。”论文第一作者何小祥博士解释道。研究通过密度泛函理论（DFT）计算证实，冠醚配位点与三嗪氮原子构成双重吸附中心，配合柔性框架的动态适应性和增强的亲水性，形成了独特的“分子锁”效应。动力学和热力学分析进一步揭示，该吸附过程符合伪二阶模型和朗格缪尔等温线，属于自发吸热反应。

该成果不仅阐明了冠醚-COFs材料中主-客体相互作用的微观机制，更为离子分离领域开发高效吸附剂开辟了新路径。通讯作者朱朝梁副研究员指出：“与传统方法相比，我们的材料在选择性、循环稳定性和环境友好性方面具有显著优势，特别适用于盐湖卤水体系的高纯锂提取。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.171114

ISL-COF-1CE中冠醚和框架协同特异性吸附钠离子过程。青海盐湖所供图。