仿贻贝表面工程构建LiMn1.9Cr0.1O4@碳布电极实现高选择性膜电容法从老卤中提锂

本文推荐一种基于贻贝仿生策略的聚多巴胺-聚乙烯亚胺（DA-PEI）涂层修饰LiMn1.9Cr0.1O4@碳布（LMC@CC）柔性电极，应用于膜电容锂提取技术（MCLiE）。该设计通过DA-PEI的正电荷层静电排斥Mg2+，结合尖晶石晶格实现156.7的超高Li+/Mg2+选择性（αLi/Mg），循环200次后容量保持率达59.77%，为盐湖老卤提锂提供了高效稳定的解决方案。

　　

Highlight
为解决尖晶石LMC电极中Mg²⁺与Li⁺共嵌入难题，本研究开发了贻贝启发的表面工程策略：通过热聚合在LMC@CC电极表面构建带正电的DA-PEI层，显著增强对二价Mg²⁺的静电排斥作用。组装的MCLiE电池（LMC@CC/DA-PEI|老卤/回收液|阴离子交换膜||活性炭）在Mg/Li比>33的西藏台吉乃尔盐湖老卤中展现出卓越的提锂性能。

Surface engineering of positively-charged Li-extraction porous electrodes
前期工作中，共沉淀-煅烧法制备的LMC粉末（图1a&b）呈现典型截角八面体形貌，其同时暴露(111)和(100)晶面。值得注意的是，(111)晶面虽循环稳定性高但提锂容量低，而(100)晶面虽容量高却易受Jahn-Teller畸变影响。通过紫外固化将LMC负载于碳布后，DA-PEI的双重功能得以发挥：多巴胺的强黏附性确保涂层稳固，PEI的高正电荷密度则选择性排斥Mg²⁺。

Conclusion
实验证实，DA-PEI表面修饰有效缓解了LMC结构退化，使电极在27.4?mg·g^?1初始吸附量下循环200次后仍保持16.4?mg·g^?1容量。该技术契合盐湖地区环保要求与新能源供电优势，为低品位卤水锂资源回收提供了兼具高选择性和长周期稳定性的创新方案。