近年来，随着电动汽车与电子产品行业的迅猛发展，储能材料锂的需求量与日俱增，行业机构预测2022年全球锂电铜箔需求量可达38.75万吨；2025年全球锂电铜箔需求量将达到76.82万吨。然而，64%以上的锂矿资源存在于卤水中（锂浓度：200～700 ppm），目前采用的卤水中富集锂方法为自然蒸发结合化学沉降，操作周期一般为1~2年且耗费大量的化学试剂。面对着需求暴增的下游市场，寻找新的提锂策略具有十分巨大的经济意义。

近期，东北师范大学网格材料的研究团队在多孔芳香骨架材料（PAF）设计和功能化的研究基础，借助柔性机械互锁分子作为建筑单体，破坏了传统三维多孔有机框架的骨架互穿，制备了一种冠醚机械互锁的三维多孔有机框架（3D-Crown-POF），3D-Crown-POF中冠醚环和吡啶片段分别提供四个冠醚O原子和一个吡啶N原子与锂离子配位，表现出高的锂离子特异性吸附作用。此外，每个POF结构片段上含有四个N原子，在保留锂离子稳定的配位结构的同时，有利于离子沿骨架的翻转和穿梭运动，进而实现对锂离子的选择性传输。随后，作者将3D-Crown-POF作为多孔填料与商用高分子PDMS互混，均匀的涂覆在PFSA膜上制备了复合基质膜。由于3D-Crown-POF骨架显示出快速率、高选择性的锂离子吸附性能，其复合基质膜具备了优异的Li+离子特异性传输能力。除此之外，由于PFSA膜本身具有脱除水合离子的能力，3D-Crown-POF复合基质膜表现出了锂离子整流性能，整流效率（ICR）高达80.9。该工作在高镁/锂比卤水中锂离子的定向富集领域具有重要意义。

该研究工作由多酸科学教育部重点实验室朱广山教授和元野教授共同指导，博士研究生阮祥辉等同学共同完成，发表于国际著名化学类杂志《AngewandteChemie International Edition》上（Constructing Mechanical Shuttles in a Three-dimensional(3D) Porous Architecture for Selective Transport of Lithium Ions, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202216549）。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202216549