冠醚聚酰胺膜的制备及其对电池浸取液的离子分离性能

摘要

为分离废旧电池浸取液中的Li⁺，以二氨基二苯并-14-冠-4（DAB14C4）为界面聚合单体，在聚醚砜（PES）膜上制备冠醚聚酰胺膜（CEPA-PES），并应用于电池浸取液中Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的分离。采用ATR-FTIR、XPS、SEM对膜表面的化学结构、元素分布和形貌进行了表征。结果表明：冠醚聚酰胺层成功覆盖在PES基膜表面，纯水通量从界面聚合前的229.0 L/（m²·h）降低至9.5 L/（m²·h）;CEPA-PES膜对模拟废旧电池浸取液中二价Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的扩散系数分别达到4.3×10^-11、4.1×10^-11和4.0×10^-11 m²/s，而对Li⁺的扩散系数为0.2×10^-11 m²/s;CEPA-PES膜对Ni²⁺/Li⁺、Co²⁺/Li⁺和Mn²⁺/Li⁺的分离因子分别为20.2、19.3和19.1，表明利用DAB14C4功能化膜对Li⁺的络合作用可实现Li⁺与Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的绿色高效分离。

关键词

冠醚聚酰胺膜(CEPA-PES) / 二氨基二苯并-14-冠-4 / 界面聚合 / 扩散系数 / 废旧锂电池浸取液 / 离子分离