新加坡国立大学张岁教授AM:双限域策略突破混合离子分离瓶颈,COF膜实现锂/镁选择性超1300!
高分子科学前沿
2025-05-29 07:34
文章摘要
本文介绍了新加坡国立大学张岁教授团队在混合离子分离领域的重要突破。研究背景源于盐湖提锂等复杂电解质环境下传统膜材料选择性下降的问题。研究目的是通过构建具备酸性基团的共价有机骨架(COF)膜,实现高效混合离子分离。研究团队提出"双重纳米限域"策略,将酸性官能团(如-COOH、-SO3H)引入COF膜孔壁,并将孔径精确调控至1.2-2.2 nm。实验结果表明,TpPa-SO3H膜在0.1 mol/L混盐体系中Li+/Mg2+选择性超过1000,Li+通量是单盐体系的2.5倍。分子动力学模拟验证了Mg2+被限制在孔壁附近而Li+在中央通道传输的双重限域机理。该研究为复杂环境下的高性能离子分离提供了新思路,在0.01 mol/L测试条件下实现了M+/Mg2+选择性超过1300,Li+/La3+选择性超过9000的优异性能。
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