近日，海南大学海洋技术与装备学院黄玮团队在高浓盐水离子分离领域取得重要进展。该团队针对传统膜材料在高盐环境中分离机制失效、性能显著衰减等难题，开发出一种新型超分子基离子分离膜，实现了高浓度、多组分混合盐体系中钾离子的直接高效分离。

相关研究成果发表在《美国化学会志》上。

高浓盐水广泛存在于盐湖卤水、海水浓缩液及高盐工业废水中，其中往往富含钾、锂等重要战略资源。然而，在高盐度、多离子共存条件下，离子间竞争传输、电荷屏蔽等效应显著增强，导致传统分离膜对目标离子的识别能力下降、通量降低，严重制约了高浓盐水资源的直接高效利用。

针对上述问题，黄玮团队受生物离子通道“敲击机制”启发，将具有离子特异性识别能力的冠醚分子引入共价有机框架的一维纳米通道中，构建了一种新型超分子基离子分离膜（18C6-COF）。研究提出并验证了“阴阳离子双通道”协同分离机制：阳离子通过超分子识别通道实现精准识别与低阻传输，阴离子则经由自由通道快速迁移，从而在时间和空间上有效降低不同离子间的相互干扰。通过材料表征与理论计算相结合，团队系统阐明了该膜在高盐环境下仍能保持高选择性与高通量的内在机制。

实验结果表明，该分离膜在1 M高浓度盐溶液中表现出反常增强的分离性能。与低浓度条件相比，钾离子通量提升44.1倍，钾镁分离选择性提升11.6倍。在总盐度高达270 g/L的四元混合盐体系中，该膜仍实现了238.8的单价离子选择性和1074 mmol·m?2·h?1的钾离子渗透通量，展现出在极端高盐环境下直接提钾、提锂及高盐废水资源化利用方面的应用潜力。

该研究为高浓盐水体系中离子精准识别与高效传输提供了新的理论模型和技术路径，也为突破传统分离膜“高选择性与高通量难以兼得”的瓶颈提供了重要参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c16874