钾盐作为重要的基础化工原料，在国民经济中发挥着关键作用。十八胺盐酸盐（ODA-H）因其用量少、浮选效率高等优势，被广泛用作KCl生产过程中的主要浮选剂。然而，ODA-H的残留不仅会造成环境污染，还可能在KCl电解过程中生成具有爆炸风险的三氯化氮（NCl₃），带来安全隐患。传统去除固体KCl中ODA-H的方法通常涉及溶解、杂质脱除和再结晶等操作，工艺复杂且成本较高。针对这一难题，中国科学院青海盐湖研究所“盐湖有机质与硼钾分离技术课题组”立足盐湖钾盐提纯的实际需求，突破传统思路，成功开发出一种无需溶解KCl、低能耗、低成本且操作简便的原位去除KCl表面十八胺盐酸盐的新技术，为浮选剂残留问题提供了绿色高效的解决方案。

研究发现，阳离子种类显著影响ODA-H的脱附效果，其中Li+的促进作用最明显。通过原位拉曼光谱验证，明确了脱附效果由Li+的主动作用驱动导致，且该策略在酸性、中性体系中均能稳定起效。DFT计算结果表明，Li+可嵌入KCl晶格结构中，引发KCl表面的局部晶格形变，减弱了ODA-H与KCl表面的结合力；同时，Li+对ODA-H具有强吸附作用，可定向驱动ODA-H脱离KCl固体表面，最终实现高盐体系下的高效原位去除。

  图1 阳离子调控ODA-H原位解吸机理示意图

另一项工作则通过以碱度调控方式提高ODA-H的原位脱附效率，其KCl表面ODA-H的脱附率达到87%。MD模拟计算表明，OH⁻导致亲水基团（-NH3+）去质子化，破坏了ODA-H与KCl表面之间的静电相互作用，并在碱性条件下促使亲水基团脱离KCl表面。该机制可通过以下三个递进阶段系统阐明：（1）OH⁻诱导ODA-H脱附；（2）固–液界面张力降低；（3）扩散过程加速，从而促进OH⁻向吸附位点的高效传输。

 图2 碱性驱动的ODA-H原位解吸机理示意图

研究不仅拓展了可溶性固体表面污染物原位脱附的新思路，也可以大幅度降低生产成本。成果相关研究分别以Cation-regulated in-situ desorption of octadecylamine hydrochloride from the surface of potassium chloride in high-salt solution和A pH-activated molecular switch: Multiscale control of ODA-H desorption via charge-driven wettability transition at solid-liquid interfaces为题，发表于《Surfaces and Interfaces》（IF=6.3，二区）和《Separation and Purification Technology》（IF=9，二区TOP）期刊。博士研究生王新如为第一作者，青海盐湖所刘鑫研究员和吉林大学贾然副教授等为共同通讯作者，研究得到中国科学院基础研究青年科学家项目（YSBR-039）、中国科学院青年创新促进会项目（E310GC02）等项目资助。

论文信息：
[1] X.R. Wang,J.G. Wu,S.M. Xia,K.L. Yang,R. Jia,X. Liu. Cation-regulated in-situ desorption of octadecylamine hydrochloride from the surface of potassium chloride in high-salt solution,Surfaces and Interfaces,2025,58,105885.
[2] X.R. Wang,Y.N. Zhou,J.Y. Peng,W.H. Li,X. Liu. A pH-activated molecular switch: Multiscale control of ODA-H desorption via charge-driven wettability transition at solid-liquid interfaces,Separation and Purification Technology,2025,136428.

审核：刘鑫