使用膜分离技术的离子分离在包括能量转换和存储,环境检测和资源再利用在内的领域非常重要。具有次2纳米通道的膜具有高离子传输速率,但由于缺乏氢键位点,它们无法有效筛选不同的离子。
共价有机框架(COF)膜具有高度有序的一维纳米通道,均匀的孔径和丰富的氢键位点,在离子分离中显示出广泛的应用前景。
在一项发表的研究中高级材料亚博网站下载,由中国科学技术学院(USTC)的Xu Tongwen教授(USTC)领导的研究小组,中国科学院的研究团队建造了一种新颖的COF膜亚博老虎机网登录,该膜具有亚2-纳米频道和丰富的氢键粘合地。COF膜显示高单价阳离子渗透率和低多价阳离子渗透率。
研究人员合成了20nm膜(TPBDME2)通过界面增长策略。基于TPBDME的红外表征2在n2他们发现,通道中的氢键位点可以与水分子形成氢键相互作用。
浓度梯度扩散测试表明TPBDME2单价离子的渗透率高于多价离子。TPBDME的离子选择性2明显高于报告的亚2-NM通道膜。
此外,研究人员还研究了COF膜的离子分离机理。通过密度功能理论(DFT)计算,他们发现水合离子通过通道与氢键相互作用,并且多价离子具有更强的氢键,导致运输速率比单价离子慢。
这项研究为亚2纳米通道中的离子运输机理以及离子分离膜的设计和操纵提供了理论基础。基于这项研究,研究人员开发了具有专有知识产权的制备技术,他们在试点植物测试中准备了膜。
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