光热驱动水凝胶膜同步实现盐湖卤水锂资源高效提取与淡水生产

（编辑推荐）本研究创新性地开发了碳纳米管(CNT)与锂离子筛(H4Ti5O12)复合的光热水凝胶膜，通过垂直桥接结构实现50.1±1.6 mg g?1的锂吸附容量和2.1 kg m?2 h?1的蒸发速率，为盐湖锂资源绿色开发与淡水联产提供新范式。

　　

Highlight

本研究设计了一种具有排盐功能的太阳能蒸发器用于锂提取。通过简单的浸涂交联工艺，将钛基锂离子筛H₄Ti₅O₁₂(HTO)与光热材料碳纳米管(CNT)固定在棉布上形成多孔结构。垂直排列的桥接支撑层设计（图1）可有效防止盐分结晶，在1太阳光照下实现2.1 kg m^?2 h^?1的稳定蒸发速率，并通过数值模拟证实了锂离子的定向富集机制。

Materials and chemicals

直径50 nm的碳纳米管(CNT)购自林梓启顺化工公司，无纺棉布由Grace公司提供。实验所用明胶、戊二醛(50 wt%)、LiCl等化学试剂均为分析纯，尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂粉末（纯度≥99%）来自阿拉丁化学。

Morphology and characterization of CHG-x

通过超声分散将纳米级HTO（支持信息图S1）与CNT均匀混合于明胶溶液，经戊二醛交联固定后形成具有分级孔道的复合膜。扫描电镜显示CNT网络赋予材料优异的光热转换能力，而HTO纳米颗粒暴露出大量锂吸附位点。X射线衍射证实材料成功保留了HTO的晶体结构特征。

Conclusions

该太阳能驱动系统采用HTO/CNT复合吸附层与垂直桥接结构，在1太阳辐照下实现50.1±1.6 mg g^?1的锂吸附容量。蒸发诱导的锂富集效应与界面加热协同作用，使材料在处理高盐度卤水时兼具出色选择性和循环稳定性（＞10次），为可持续资源开发提供创新解决方案。