Spatial Size Manipulation of 1D/2D Channels in Covalent Organic Framework Membranes Through Dopamine Chemistry for Ion Separations

材料科学 离子 共价键 纳米技术 多巴胺 化学物理 化学工程 有机化学 化学 生物化学 工程类 神经科学 生物
作者
Zhuo‐Hao Wu,Meidi Wang,Xingyu Liu,Jia Wu,Mengmeng Liu,Yawei Liu,Yu Cao,Xue‐Qian Wu,Bo Wang,Dong‐Sheng Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (9) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/adfm.202416228
摘要

Abstract Covalent organic framework (COF) membranes feature with well‐developed 1D in‐plane pores and parallelly arranged 2D interlayer gallery, presenting promising platform for precise separations. However, it remains a formidable challenge to construct and regulate membrane channels at angstrom scale. Herein, pH‐sensitive dopamine is taken advantage to elaborately engineer the spatial size of 1D/2D channels in COF membranes for the separations of alkali metal ions. Acid treatment allows monomolecular dopamine to segment 1D in‐plane pores of COF membrane, achieving ultramicroporous regulation from 1.25 nm to 0.71 nm, which enables high selectivity of 18.7 for K + /Li + separation. Molecular dynamics simulations reveal the higher dehydration degree, weaker channel‐cation interaction and faster diffusion coefficient of K + than Li + . For alkaline treatment, dopamine self‐polymerizes to form nanoparticles between COF layers, which enlarges the 2D interlayer channels from 0.33 nm to 0.45 nm in COF membrane, enabling high‐permeance ion/molecule separations. The water permeance increases 86.7% to 404 L m −2 h −1 bar −1 , without the sacrifice of membrane sieving ability. Both cation separation and ion/molecule separation performances outperform the current state‐of‐the‐art membranes. This dopamine‐mediated channel engineering strategy may provide the new insights for the design of membrane channels in precise separations.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
莫慌完成签到 ,获得积分10
1秒前
发嗲的含芙完成签到,获得积分10
1秒前
Wonder完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
3秒前
gxmu6322完成签到,获得积分10
5秒前
熊雅完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小z完成签到 ,获得积分10
5秒前
15919229415完成签到,获得积分10
6秒前
不能当饭吃完成签到,获得积分10
6秒前
传统的复天完成签到,获得积分10
7秒前
sin完成签到,获得积分10
8秒前
小邸发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
柠檬加盐发布了新的文献求助10
9秒前
今后应助xiuxiu125采纳,获得10
10秒前
乐观健柏完成签到,获得积分10
11秒前
WHB完成签到,获得积分10
12秒前
hello发布了新的文献求助10
12秒前
喜悦的天钰完成签到,获得积分10
14秒前
NexusExplorer应助柠檬加盐采纳,获得10
15秒前
yu完成签到 ,获得积分10
15秒前
eazin完成签到 ,获得积分10
16秒前
斯文败类应助dll采纳,获得10
17秒前
17秒前
邱佩群完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
hello完成签到,获得积分20
20秒前
犹豫的初丹完成签到,获得积分10
21秒前
Wang发布了新的文献求助10
21秒前
fan051500完成签到,获得积分10
22秒前
张天宝真的爱科研完成签到,获得积分10
23秒前
killy完成签到 ,获得积分10
25秒前
柠檬加盐完成签到,获得积分10
25秒前
胡杨树2006完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
dll完成签到,获得积分10
27秒前
成就傲芙完成签到,获得积分10
28秒前
Kavin完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5294178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4444140
关于积分的说明 13832167
捐赠科研通 4328118
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2375950
邀请新用户注册赠送积分活动 1371278
关于科研通互助平台的介绍 1336386