鋰作為關鍵戰略資源，在鋰離子電池和便攜式儲能設備中得到廣泛應用。隨著鋰資源需求的不斷增加，鹽湖提鋰成為解決我國鋰資源短缺問題的有效途徑之一。其中，電化學吸附法提鋰因其速率快、容量大、環保等優勢而備受關注。在電化學吸/脫附技術開發中，基于尖晶石結構的錳基材料一直作為典型研究對象。青海鹽湖研究所鹽湖資源化學實驗室離子吸附分離科學與技術課題組，針對電吸附材料在實際應用面臨的問題，通過對材料表面結構優化和吸附行為影響因素等深入研究，為優化鋰離子電吸附材料的性能提供體系化解決方案，同時為電化學吸附提鋰工藝開發提供科學基礎。

       針對電化學吸附過程中電極內Li+擴散速率和電子轉移速率不匹配，從而制約電極電化學活性的問題，設計和制備了離子和電子雙導聚(乙烯醇)-聚苯胺(PVA-PANI)共聚物(CP)，并包覆到吸附劑顆粒表面，促進Li+擴散和電子轉移，實現吸附效率的提高。HMO@CP電極具有優越的電化學活性和吸附效率，吸附容量高達49.48 mg/g。機理研究表明，PVA中帶負電荷的羥基(-OH)可以富集Li+并加速Li+的擴散，PANI中的共軛結構和氧化還原活性醌類位點提供了更密集的電子分布促進電子轉移。該工作以離子擴散和電子轉移為出發點，以提高離子擴散速率和電子轉移速率匹配度為導向，實現吸附效率的提高（ACS Nano,18 (2024) 31204-31214）。

       除離子傳輸效率外，針對錳基電活性材料因電極極化導致的穩定性較差的問題，采用還原氧化石墨烯（rGO）與Nafion協同改性的策略制備得到高效穩定電化學吸附材料。rGO在增加材料分散性的同時大幅降低了材料極化，緩解極化過程帶來的容量衰減，使得吸附容量和循環穩定性得到提升。研究表明Nafion通過主鏈與還原氧化石墨烯表面羧基結合，而支鏈磺酸基團（-SO3-）可以捕獲因歧化反應溶出的Mn2+，從而使得材料表面局部Mn2+濃度升高。經過協同改性，材料30次循環容量保持率由79.04%提升至94.64%。該研究驗證了離子捕獲機制抑制歧化反應的可行性，能夠為錳系材料在電化學分離過程中的溶損問題提供新的解決思路（Chem. Eng. J,497 (2024) 155009）。

       在材料改性的基礎上，青海鹽湖研究所科研人員針對環境溫度影響電化學吸附熱力學和動力學研究不夠深入的問題，開展了逐步升溫的策略（273.15到328.15 K），探究了溫度如何影響液相中水合離子遷移，固液界面離子脫水合和電子轉移，固相中離子擴散等行為的熱力學和動力學。該研究通過升溫強化了熱力學和動力學，使吸附速率和吸附容量改善，且通過調節反應參數優化反應速率的策略也可用于電池、催化合能源等領域（Sep. Purif. Technol.355 (2025) 129631）。

       由于孔徑是影響離子傳輸的重要原因之一，針對致密吸附劑吸附效率低的局限，設計制備多孔大面積吸附劑，探究了多孔大面積球形結構如何強化電子轉移、加強水合離子脫水合、強化離子擴散，以提升吸附容量和吸附速率（圖4）。研究表明多孔吸附劑更易于被含鋰溶液潤濕，且電子轉移在多孔表面更順暢，揭示鋰離子脫水合是吸熱反應在多孔吸附劑表面更容易發生，多孔構造對鋰離子擴散有強化作用。通過改善提升了吸附效率，使得多孔吸附劑在180 min達到24.23 mg/g的吸附容量（致密：19.28 mg/g）。該工作提出的多孔策略為提升效率、開發下一代吸附劑做出探索（Chem. Eng. J,497 (2024) 154859）。

       青海鹽湖研究所鹽湖資源化學實驗室離子吸附分離科學與技術課題組系統開展離子吸附材料及工藝開發取得積極進展，相關研究成果發表在ACS Nano，Chem. Eng. J， Sep. Purif. Technol. 等中國科學院一區TOP期刊上，成果得到了國家自然科學基金，中國科學院穩定支持基礎研究青年團隊計劃項目，青海省自然科學基金，青海省科技成果轉化專項，青海省“昆侖英才·高端創新創業人才”等項目支持。