我团队博士研究生张寻爽等在李良彬研究员、叶亚楠教授的共同指导下，围绕盐湖卤水高效选择性提锂关键技术，利用定向冷冻铸造与多巴胺界面修饰复合策略，首次构建具有定向树枝状贯通通道的 LTO@PDA/PVA 复合吸附剂，成功解决传统粉体锂筛易团聚、传质慢、难回收、循环稳定性差等工程化瓶颈，为复杂盐湖体系提锂提供全新材料方案与设计原理。相关研究成果发表在 Desalination 期刊上。

在这项研究中，团队将多巴胺包覆的偏钛酸锂（LTO@PDA）均匀固定于 PVA 基体，通过定向冷冻铸造构筑连续贯通的树枝状离子传输通道，并系统揭示结构–性能–传质之间的构效关系。实验发现，多巴胺修饰显著提升 LTO 分散性与亲水性，抑制颗粒团聚并充分暴露锂交换位点；定向树枝状通道大幅缩短离子扩散路径，显著强化传质效率，实现锂离子快速吸附。在模拟察尔汗盐湖卤水中，吸附剂表现出一致的性能规律：24h 内锂吸附容量可达 25.47mg·g^-1，对 Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺ 分离因子最高达 822.78 ，具备优异抗干扰选择性。

尽管初始结构与离子环境存在差异，团队发现一个共性规律：定向树枝状通道可同步提升吸附动力学与循环稳定性，在连续 30 次吸附–脱附循环后，吸附容量保持率 ≥86.7%，钛溶出率低至 0.3% /次。XPS 表征证实，Li⁺ 吸附以 Li⁺/H⁺ 离子交换为主，多巴胺层通过静电作用辅助传质与分散，不参与核心化学吸附。基于上述关键规律，团队提出定向树枝化通道协同多巴胺界面修饰的高效提锂材料设计方法，所制备的 LTO@PDA/PVA 吸附剂兼具高力学强度、快速传质、高选择性与长循环寿命，可直接适配工程化盐湖提锂场景。

该工作首次将定向树枝化结构用于锂吸附剂成型设计，建立离子传输通道结构与提锂性能之间的定量关联，深化了对高分子复合锂筛结构–传质–选择性协同机制的认识，为开发可工程化、长寿命、高选择性盐湖提锂材料提供了关键实验依据与技术路线。

该项工作得到国家自然科学基金(52303028)、建制化平台(JZHKYPT-2021-04)、中国海水提铀技术创新联盟创新发展基金(No.CNNC-HSTY-2024-003,No.CNNC-CXLM-202207) 的支持。

Xunshuang Zhang, Yiming Hua, Mengyu Xie, et al. Dopamine-coated LTO particles immobilized in PVA with directional dendritic channels for fast and selective lithium capture from salt-lake brines[J].Desalination,2026: 120225.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2026.120225