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水利、环境和公共设施管理业

本发明提供了一种用于阳离子选择性分离的复合膜及其制备方法和用途。所述复合膜包括支撑层以及位于支撑层表面的功能层，所述功能层包括种子层以及位于种子层表面的MOF层；其中，所述种子层与支撑层直接接触，所述种子层包括氧化石墨烯片层结构以及原位生长于所述氧化石墨烯片层结构中的MOF材料。水合离子(阳离子)经过本发明提供的复合膜结构时，由于尺寸筛分效应而发生脱水合作用，合适的孔道尺寸将会促进离子发生脱水合，从而可以针对多种阳离子进行分离，可有效运用至盐湖提锂等水体中资源的分离回收过程中。

本发明提供的复合膜结构，功能层中的MOF层与种子层的接触较为紧密且孔径均匀，均为MOF晶体的窗口尺寸，同时，部分MOF晶体也会在支撑层的的膜孔中生长，缩小了膜孔的孔径，水合离子通过这种均匀且处于亚纳米范围内的孔道(MOF的限域孔道)，可以让离子在进入孔道口的过程中利用尺寸筛分效应发生脱水合作用，从而依据离子自身水合能的差异以及脱水合后尺寸变化的不同来对离子进行选择性分离，可有效运用至盐湖提锂等水体中资源的分离回收过程以及海水淡化的过程中。本发明提供的复合膜结构，在进行水环境中的阳离子的选择性分离时，施加外场的情况下，一价和二价阳离子之间的选择性系数可达123及以上，一价和一价阳离子之间的选择性系数可达0 .89及以上；进一步地，复合膜的制备过程中，调控金属盐与所述石墨烯片层的质量比为(150～250):1，且电解制备MOF层中反应温度为80～120℃，施加外场的情况下，一价和二价阳离子之间的选择性系数可达18811及以上，一价和一价阳离子之间的选择性系数可达1 .42及以上。

研究组现有成员59人，包括院士1人，研究员2人，副研/助研6人，科研支撑人员、博后及研究生50人，拥有科研实验室、工程专用模拟实验室及检测分析实验室，成员研究基础扎实。

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