从盐湖卤水及含盐废水中高效分离纯化高值产品，是推动盐化工产业绿色发展的关键。其中，离子选择性膜作为核心分离材料，其性能直接决定了分离过程的效率。尤其在膜分离过程中，与阳离子膜匹配的阴离子选择性膜对制备高纯化工产品同样具有重要意义。然而，在成分复杂的高盐度卤水体系中，传统有机聚合物荷电膜易受浓度极化影响，而引入无机填料虽能提升传质效率，却往往因界面缺陷形成非选择性通道，导致无法同时实现高离子选择性和高离子通量。

针对上述挑战，中国科学院青海盐湖研究所离子吸附科学与技术课题组提出了一种氯离子膜“电荷屏蔽效应”设计策略，开发了一种由磺化聚醚砜(SPES)与水合锰氧化物(HMO)颗粒复合的新型混合基质膜-氯离子吸附膜(SPES@HMO)。该膜利用HMO纳米颗粒调控膜界面电荷环境，从而特异性增强氯离子的传输，同时结合竞争吸附机制抑制多价阴离子的通过，为高盐废水中氯离子的高精度筛分提供了全新解决方案。

研究团队设计的SPES@HMO氯离子膜，利用磺化聚醚砜（SPES）基质含有高密度的带负电磺酸基团（-SO3H），通过介电排斥作用阻碍阴离子的传输。同时，水合氧化锰（HMO）纳米颗粒在SPES基质中均匀分散，通过电荷屏蔽效应调节界面电荷环境，从而增强氯离子的渗透性，实现了静电调控和竞争性吸附相结合的作用机制。实验结果表明，这种协同机制显著提升了氯离子的选择性。在Cl-与CO32-的分离测试中，氯离子通量维持1.30×10-3 mol·m-2·min-1时，膜的离子选择性高达1295.36。该技术的开发对盐湖高纯产品开发具有重要意义，同时该膜还可应用于工业废水处理和海水淡化等领域，实现特定离子的精准分离。

该研究成果以“Shielding Effect-Induced Enhancement of Chloride Ion Transport in Manganese Oxide Mixed Matrix Membranes for Efficient Separation”为题，发表于环境科学与技术领域期刊《Water Research》（IF 12.4， Nature Index 期刊）。硕士研究生李昌文为论文第一作者，钱志强副研究员与刘忠研究员为论文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金联合基金重点项目(U23A20119)、青海省自然科学基金（2023-ZJ-734）中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队(YSBR-039)等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125273

图1 “电荷屏蔽效应”设计策略

图2 SPES@HMO对Cl-的特殊选择性，展现出优异的离子筛分性能

审核：葛飞