近日，城环学院蒋柱武教授领衔的福建省水污染阻控与系统智能技术工程研究中心研究团队，以福建理工大学为第一完成单位，在材料科学领域知名期刊Chemical Engineering Journal在线发表题为“In situ engineering of conductive MOF/LDH heterojunction nanosheet arrays for high-efficiency lithium extraction via capacitive deionization”的最新研究成果（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168530）。该研究针对目前缺乏高效、绿色的含锂水提锂技术问题，通过设计一种在碳布基底上原位构筑的金属有机框架（MOF）/层状双金属氢氧化物（LDH）异质纳米片阵列电极并应用在电容去离子当中实现锂的高效获取，并系统研究了其电容去离子性能与作用机理。
锂被誉为新能源产业的“白色石油”，随着电动车、储能系统和消费电子的迅猛发展，全球对锂资源的需求急剧增长。然而，传统提锂方式（如溶剂萃取、化学沉淀、膜分离等）普遍存在能耗高、效率低和环境污染等问题，亟需新的解决方案。该研究通过在碳布基底上原位构筑MOF/LDH异质结纳米片阵列电极，有效提升了材料的导电性、稳定性和离子传输性能，在电容去离子体系中实现了59.08 mg/g的超高锂吸附容量，在复杂离子环境中仍表现出卓越的锂离子选择性，并在50次循环后保持95.5%的容量与极低的金属溶出率。结合密度泛函理论（DFT）与分子动力学模拟（MD），研究揭示性能提升源于界面电子转移、扩散能垒降低和M-N4金属氮配位位点的强吸附作用。该成果为盐湖卤水提锂和废旧电池回收提供了新思路和理论依据，未来有望推动新能源产业的绿色发展。
该项研究工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、中央引导地方科技发展专项资金等项目的资助。
MOF/LDH电极材料合成示意图及其作用原理