采用含高性能单价离子选择性膜的先进膜技术从自然水或废水中回收有价值矿产资源将极大推动经济可持续发展。现有溶解扩散模型和能斯特-普朗克模型并不能为单价选择性膜结构设计提供理论指导，极大地限制兼具高离子通量和渗透选择性的单价离子选择性膜开发。

针对此难题，哈尔滨工业大学邵路教授团队提出对过渡态理论中活化自由能垒深入分析来指导膜结构设计，在基材与荷正电选择层间引入多孔中间层以吸附更多小分子交联剂（咖啡酸分子），提升基材与选择层间的结合性、提高荷正电选择层交联度并增加膜表面功能基团含量，实现对离子跨膜传输的熵垒和焓垒同步调控，在不显著提升Li⁺跨膜传质阻力同时有效提升Mg²⁺跨膜传质阻力，最终展现出极为优异的锂镁分离性能。

应用选择性电渗析工艺处理多种模拟溶液，所得膜展现出极为优异的锂镁分离性能和运行稳定性，并且证实其具有工业可扩展性。所提出的新方法为高镁锂比盐湖的锂资源提取提供先进的高效分离膜技术支撑。

利用电化学交流阻抗和分子动力学模拟探究驱动力大小对界面电阻和离子迁移速率影响，双电层电阻及离子跨膜传输速率的增加是渗透选择性随电流密度增加而降低的主要原因。

最终揭示过渡态理论可用于指导高效单价离子选择性膜合成制备，未来可用于开发更多具有特定相互作用的高性能聚合物膜材料，并应用于钒氧化还原液流电池、反电渗析、纳滤和反渗透等更为广泛的领域。