Hydrophobicity Tuned Polymeric Redox Materials with Solution-Specific Electroactive Properties for Selective Electrochemical Metal Ion Recovery in Aqueous Environments

氧化还原 材料科学 电化学 无机化学 电解质 水溶液 水溶液中的金属离子 选择性 金属 化学工程 化学 电极 有机化学 物理化学 冶金 工程类 催化作用
作者
Kai‐Jher Tan,Satoshi Morikawa,Ali Hemmatifar,Nil Özbek,Yayuan Liu,T. Alan Hatton
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (37): 43859-43870 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.3c09321
摘要

Adaptable redox-active materials hold great potential for electrochemically mediated separation processes via targeted molecular recognition and reduced energy requirements. This work presents molecularly tunable vinylferrocene metallopolymers (P(VFc-co-X)) with modifiable operating potentials, charge storage capacities, capacity retentions, and analyte affinities in various electrolyte environments based on the hydrophobicity of X. The styrene (St) co-monomer impedes hydrophobic anions from ferrocene access, providing P(VFc-co-St) with specific response capabilities for and greatly improved cyclabilities in hydrophilic anions. This adjustable electrochemical stability enables preferential chromium and rhenium oxyanion separation from both hydrophobic and hydrophilic electrolytes that significantly surpasses capacitive removal by an order of magnitude, with a robust perrhenate uptake capacity of 329 mg/g VFc competitive with established metal-organic framework physisorbents and 17-fold selectivity over 20-fold excess nitrate. Pairing P(VFc-co-X) with other solution-specific electroactive macromolecules such as the pH-dependent poly(hydroquinone) (PHQ) and the cesium-selective nickel hexacyanoferrate (NiHCF) generates dual-functionalized electrosorption cells. P(VFc-co-X)//PHQ offers optimizable energetics based on X and pH for a substantial 4.6-fold reduction from 0.21 to 0.04 kWh/mol rhenium in acidic versus near-neutral media, and P(VFc-co-St)//NiHCF facilitates simultaneous extraction of rhenium, chromium, and cesium ions. Proof-of-concept reversible perrhenate separation in flow further highlights such frameworks as promising approaches for next-generation water purification technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三三次郎完成签到 ,获得积分10
3秒前
10秒前
11秒前
puzhongjiMiQ完成签到,获得积分10
15秒前
puzhongjiMiQ发布了新的文献求助10
18秒前
Sophie发布了新的文献求助10
21秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
汉堡包应助kvkill采纳,获得10
28秒前
小石榴爸爸完成签到 ,获得积分10
30秒前
啦啦啦啦啦路uuu完成签到 ,获得积分10
41秒前
rayqiang完成签到,获得积分10
45秒前
无尘完成签到 ,获得积分10
53秒前
逢场作戱____完成签到 ,获得积分10
58秒前
58秒前
59秒前
Singularity发布了新的文献求助10
1分钟前
洁净的盼易完成签到 ,获得积分10
1分钟前
nicky完成签到 ,获得积分10
1分钟前
魔幻的慕梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
WSY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
欣欣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Sophie完成签到,获得积分10
1分钟前
Sophie发布了新的文献求助10
1分钟前
blueberry完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我心飞发布了新的文献求助30
1分钟前
Owen应助我心飞采纳,获得10
2分钟前
包容的思菱完成签到,获得积分10
2分钟前
HaoHao04完成签到 ,获得积分10
2分钟前
时尚的梦曼完成签到,获得积分10
2分钟前
曾经的灵竹完成签到 ,获得积分10
2分钟前
够了完成签到 ,获得积分10
2分钟前
橙色小瓶子完成签到,获得积分10
2分钟前
糖伯虎完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Kevin完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
是我呀小夏完成签到 ,获得积分10
3分钟前
dio完成签到 ,获得积分10
3分钟前
娜na完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
觀海聴濤完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2473614
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2138808
关于积分的说明 5450839
捐赠科研通 1862817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926240
版权声明 562817
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495463