南京大学张炜铭课题组Nat. Commun.：离子分离膜新设计策略研究方面取得重要进展

本文报道了南京大学张炜铭课题组在离子分离膜设计方面的突破性进展。背景方面，高效离子分离膜在盐湖提锂、高盐废水处理及关键金属回收中至关重要，但传统膜内部功能化虽提升选择性却牺牲了渗透性。研究目的旨在解决离子选择性与渗透性之间的权衡问题。受生物离子通道入口选择性过滤结构启发，课题组提出了“通道入口定向功能化”新策略，将α-环糊精定向锚定于MXene膜亚纳米通道入口处，而非填充通道内部，实现“入口识别”与“通道传输”的功能解耦。结论表明，该策略在保持单价离子快速传输的同时显著提升了单价/二价阳离子分离选择性；机制上，入口α-环糊精诱导不同水合结构离子形成差异化路径，单价阳离子更易配位通过，二价阳离子因稳定水合壳面临更高能垒。研究为高性能离子分离膜设计及盐湖提锂等应用提供了新理论依据。