Nanoconfined MXene/Cellulose Membranes for Selective Lithium Extraction from Brines and Black Mass

萃取(化学) 材料科学 化学工程 卤水 吸附 石墨烯 传质 渗透 选择性 浓差极化 水化能 位阻效应 动能 无机化学 化学 电动势 密度泛函理论 MXenes公司 互连性 门控 炭黑 单层 吉布斯自由能 离子 非平衡态热力学 半透膜 动力学 色谱法 羧甲基纤维素 平均力势
作者
Kou Yang,Qinyue Wang,Konstantin G. Nikolaev,Qian Wang,Ivan V. Moskalenko,Shanqing Zhang,Xueqing Qiu,E.O. Timashev,Ekaterina V. Skorb,Kostya S. Novoselov,Daria V. Andreeva
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (40): 35483-35492 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c08653
摘要

A nanoconfined thermoresponsive membrane composed of Ti3C2Tx MXene and hydroxypropyl cellulose (HPC) was developed for selective Li+ extraction. By integrating the electrothermal conductivity of MXenes and hydration-responsive gating of HPC, the membrane forms heterochannels with tunable spacing that regulate ion transport through nanoconfinement-enhanced mechanisms based on interaction energy and hydration radius. While density functional theory calculations predicted stronger sorption for Mg2+, experimental data revealed a clear preference for Li+ uptake from both simulated brine and battery black mass. This selectivity is attributed to favorable interactions of Li+ within the nanoconfined composite channels, where the subnanometer interlayer spacings promote partial dehydration and size-sieving effects. Li+ retention is governed not only by thermodynamic affinity but also by kinetic acceleration in nanoconfined pathways and hydration-based steric control. The membrane exhibits a reversible thermal response and maintains stable performance under Joule heating. It achieves >90% extraction efficiency from simulated Atacama brine and up to 98% Li+ recovery from black mass supplied by VGM Sustainability Solutions (SG3R, Pte. Ltd.).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ccsqm完成签到 ,获得积分10
刚刚
塑料瓶完成签到,获得积分20
3秒前
阔达犀牛完成签到,获得积分10
4秒前
懂你的菜完成签到,获得积分10
5秒前
Walden5441应助马尼拉采纳,获得10
5秒前
脑洞疼应助Hushluo采纳,获得10
6秒前
塑料瓶发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
乐乐应助开心最重要采纳,获得10
8秒前
何土旦完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
Wait完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
ly发布了新的文献求助20
10秒前
在水一方应助xiuxianpanda采纳,获得10
11秒前
ning完成签到,获得积分10
12秒前
健壮的孤萍关注了科研通微信公众号
14秒前
Walden5441应助Unfair采纳,获得10
14秒前
14秒前
罗喉完成签到,获得积分10
14秒前
kk发布了新的文献求助10
14秒前
阿白发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
兔子应助沉默凡霜采纳,获得50
19秒前
碧蓝幼菱完成签到,获得积分10
19秒前
Bella发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6453971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8265060
关于积分的说明 17614772
捐赠科研通 5519423
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904577
邀请新用户注册赠送积分活动 1881250
关于科研通互助平台的介绍 1723860