Microporous membrane with ionized sub-nanochannels enabling highly selective monovalent and divalent anion separation

离子 纳米技术 材料科学 二价 微型多孔材料 离子运输机 化学工程 选择性 聚合物 化学物理 化学 有机化学 生物化学 工程类 催化作用
作者
Mei‐Ling Liu,Yu Chen,Chuan Hu,Chunxu Zhang,Zheng‐Jun Fu,Zhijun Xu,Young Moo Lee,Shi‐Peng Sun
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:11
标识
DOI:10.1038/s41467-024-51540-1
摘要

Membranes tailored for selective ion transport represent a promising avenue toward enhancing sustainability across various fields including water treatment, resource recovery, and energy conversion and storage. While nanochannels formed by polymers of intrinsic microporosity (PIM) offer a compelling solution with their uniform and durable nanometer-sized pores, their effectiveness is hindered by limited interactions between ions and nanochannel. Herein, we introduce the randomly twisted V-shaped structure of Tröger's Base unit and quaternary ammonium groups to construct ionized sub-nanochannel with a window size of 5.89–6.54 Å between anion hydration and Stokes diameter, which enhanced the dehydrated monovalent ion transport. Combining the size sieving and electrostatic interaction effects, sub-nanochannel membranes achieved exceptional ion selectivity of 106 for Cl-/CO32- and 82 for Cl-/SO42-, significantly surpassing the state-of-the-art membranes. This work provides an efficient template for creating functionalized sub-nanometer channels in PIM membranes, and paves the way for the development of precise ion separation applications. Membranes tailored for selective ion transport represent a promising avenue toward enhancing sustainability across various fields but limited interaction between ions and nanochannels in polymers of intrinsic microporosity hinders their effectiveness. Here, the authors introduce the randomly twisted V-shaped structure of Tröger's Base unit and quaternary ammonium groups to construct ionized sub-nanochannel membranes and demonstrate the enhanced transport of the dehydrated monovalent ions.
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
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
summer夏发布了新的文献求助10
1秒前
情怀应助冷酷的风华采纳,获得10
2秒前
帅气灯泡发布了新的文献求助30
3秒前
1_0完成签到 ,获得积分10
5秒前
达菲完成签到,获得积分10
5秒前
jpglml完成签到,获得积分10
6秒前
SONG完成签到,获得积分10
7秒前
Jane完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI5应助QIN采纳,获得10
10秒前
空古悠浪完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
kstarter完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
帅气灯泡完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
summer夏完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
kstarter发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
東南風完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
耶?发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
chen7完成签到,获得积分10
19秒前
善学以致用应助zwy采纳,获得10
19秒前
票子完成签到,获得积分10
21秒前
QIN发布了新的文献求助10
22秒前
天想月发布了新的文献求助10
25秒前
幽默的绿草完成签到,获得积分10
25秒前
28秒前
29秒前
30秒前
30秒前
ty完成签到,获得积分10
32秒前
吕孟杰关注了科研通微信公众号
32秒前
大曼曼曼曼完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
馒头小生发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
E-commerce live streaming impact analysis based on stimulus-organism response theory 260
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3801706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3347516
关于积分的说明 10333928
捐赠科研通 3063683
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1682006
邀请新用户注册赠送积分活动 807832
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763921