稀散金属铼是现代航空发动机产业的重要战略资源，对我国经济和社会发展具有重要意义。但我国的铼资源并不丰富，且随着科学技术的不断进步，铼资源会面临越来越紧缺的局面，因此我们从各类资源中高效回收低浓度的铼，促进铼的深度加工是十分有必要的。

近日，辽宁大学化学院娄振宁教授团队在期刊 《Journal of Membrane Science》上发表最新研究成果“新型聚离子液体共混纳米纤维膜用于高效快速吸附ReO₄⁻”(A novel blending nanofibrous membrane of Poly(ionic liquid) for efficient and fast adsorption of ReO₄⁻)。论文第一作者为化学院分析化学专业硕士研究生李婷婷，通讯作者为娄振宁教授。

膜吸附相对于传统的固相吸附剂具有制备简单、分离效率高、传质速度快、处理料液方便，吸附剂损失少，可循环利用性能优异等诸多优势。该研发成果利用静电纺丝技术将聚离子液体作为吸附官能团，利用聚乙烯吡咯烷酮的亲水性和聚氨酯的成膜稳定性制备了三组分共混的纳米纤维膜。该膜具有吸附量高、可循环利用性能优异、亲水性好、选择性高、水通量大、抗酸碱稳定性强的特点。而且膜材料在30分钟内可快速分离92%的高铼酸根，9次循环后仍能维持90%以上的吸附能力，可用于钼黄铜矿等处理废水中回收富集铼资源，为吸附分离铼提供了新思路和新方法，对铼资源的综合利用具有重要的现实意义。

图1：共混纳米纤维膜的制备路线及动态实验装置示意图。

图2： mP(Ph-3MVIm-Br)-xPVP/yTPU的SEM图像和直径分布。

m=0.1, x:y=4:1;(b) m=0.1, x:y=3:2;(c) m=0.1, x:y=2:3;(d) m=0.1, x:y=1:4;(e) m=0.2, x:y=3:2;(f) m=0.3, x:y=3:2;(g) m=0.4, x:y=3:2;(h) m=0.5, x:y=3:2;(1) m=0.6, x:y=3:2。(m为P(Ph-3MVIm-Br)的量，x:y为PVP与TPU的体积比)

通过扫描电镜、直径分布、电导率和接触角等测试确定最佳聚离子液体添加量和纺丝液中PVP和TPU的比例，确定0.4P(Ph-3MVIm-Br)-3PVP/2TPU纳米纤维膜为最佳吸附膜，用于吸附实验研究。

图3：(a) 0.4P(Ph-3MVIm-Br)-3PVP/2TPU和P(Ph-3MVIm-Br)对ReO₄^-的吸附动力学; (b) 非线性拟一级模型; (c) 非线性拟二级模型; (d) 粒子内扩散模型。

相比于固体吸附剂聚离子液体本身P(Ph-3MVIm-Br)，纳米纤维膜表现出优异的吸附动力学，在30分钟内可快速分离92%的ReO4−，并在2小时达到平衡。

图4：(a) 不同阴离子共存对0.4P(Ph-3MVIm-Br)- 3PVP /2TPU吸附ReO₄⁻的影响；(b) 连续9个吸附-解吸循环中ReO₄⁻吸附效率(绿点)和洗脱效率(蓝点)。

0.4P(Ph-3MVIm-Br)- 3PVP /2TPU纳米纤维膜在Cl⁻、NO³⁻和SO₄²⁻共存的情况下，对ReO₄⁻具有较好的选择性，特别是在高浓度的SO₄²⁻共存体系中，仍然可保持较高的吸附效率。9次吸附和解吸循环后，膜材料仍具有优异重复使用性能。

论文链接 

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2023.122285

作者简介

通讯作者：娄振宁教授，博士生导师，一直从事稀散、稀土金属分离、分析领域的研究工作。主持国家自然科学基金青年基金项目1项，辽宁省教育厅自然科学面上项目1项。中国有色金属学会和中国感光学会生物基功能大分子材料与技术会员。近五年在Chem. Eng. J.，J. Hazard. Mater.，J. Membr. Sci.，ACS Appl. Mater. Interfaces.，Bioresource Technol等期刊发表学术论文30余篇。申请国家发明专利15项，其中授权9项，专利成果转化1项。

第一作者：李婷婷，女，硕士研究生，现就读于辽宁大学化学院分析化学专业。