在《膜科学》杂志上发表的一项研究中，中国科学院过程工程研究所万银华教授领导的研究小组提出了一种新的区域调控界面聚合策略，旨在制备具有高分离选择性的耐酸碱纳滤(NF)膜，用于从废旧锂电池中回收锂。
新能源行业的快速扩张带动了锂资源需求的激增，对废旧锂电池的有效回收利用需求凸显，绿色高效的纳滤(NF)技术正成为可持续锂回收的关键解决方案。
然而，传统的聚酰胺NF膜面临着酸性和碱性条件下结构降解等问题，从而影响其分离性能。
一种有希望的替代方案是聚脲 (PU) 膜，这种膜以其化学稳定性和在特殊分离工艺中的应用而闻名。然而，在 PU 制造中使用聚乙烯亚胺 (PEI) 作为水相单体带来了挑战。PEI 的众多反应位点导致界面聚合非常强烈，产生不均匀的膜结构和较差的重现性，这些问题阻碍了其在锂回收应用中的可扩展性。
本研究提出的策略是分别使用反应抑制剂Cu 2+和表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)来调节单体在本体溶液和相界面处的扩散行为。
“我们使用 Cu 2+来调节 PEI 的扩散和反应性，而 SDS 则确保在相界面上均匀分布，从而提高膜的完整性。Cu 2+和 SDS 共同作用，可以形成更薄、更均匀的 PU 分离层，”万银华教授解释说。
这种方法可以精确控制单体在本体溶液和界面处的扩散和相互作用，从而提高聚合过程的均匀性。它还可以缓解超支化单体的快速反应性，从而提高批次间稳定性和膜一致性。
PU 膜具有出色的化学稳定性，即使在废旧电池锂回收过程中遇到的严苛酸性和碱性条件下也能保持分离选择性。通过平衡电荷和尺寸效应，这些膜在极端 pH 环境下提供可靠的性能。
“我们的区域调控界面聚合策略展示了控制单体扩散行为对提高膜性能和制造稳定性的重要性。这项研究扩大了聚氨酯膜在能源领域的应用范围，为可持续锂回收提供了强有力的解决方案。”这项研究的通讯作者罗建全教授说。
这项研究标志着回收技术和膜科学向前迈出了重要一步，符合全球在快速发展的新能源领域中可持续资源利用的努力。