Biselective microporous Trӧger's base membrane for effective ion separation

膜 质子化 选择性 微型多孔材料 化学工程 离子 化学 电解质 高分子化学 离子交换 无机化学 有机化学 物理化学 生物化学 电极 工程类 催化作用
作者
Jiahui Zhou,Zhongren Jiao,Qing Zhu,Yuanyuan Li,Liang Ge,Liang Wu,Zhengjin Yang,Tongwen Xu
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:627: 119246-119246 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2021.119246
摘要

Much remains unknown for the selective translocation of ions across microporous polymeric membranes and it maintains a daunting challenge to pursue a polymeric membrane that can efficiently separate both anions and cations of comparable size. Here we explore the ion transport across hydrophilic microporous membrane derived from polymers of intrinsic microporosity, specifically the Trӧger's Base (TB) polymer DMBP-TB, through protonation and quaternization. We find the ion conduction through the resultant DMBP-TB + membrane exhibits an obvious confining effect and a comprehensive study on the dependence of charge selectivity on ion concentrations reveals two distinct regimes, with an inverse from anion-selective to non-selective. The concentration-driven and electric-driven transport of anions or cations show a strong size sieving effect, with a cutoff size of around ~8.2 Å. The confining effect and the size effect transform to the best combination of a Li + flux of 190.8 mmol m −2 h −1 and a Li + /Mg 2+ selectivity of 21, which may benefit the extraction of Li resources. Our work provides new facts about the confined ion transport and potential applications of hydrophilic microporous polymeric membranes that feature easy fabrication, simple processing, and low cost. The highly rigid and contorted structure of Trӧger's Base polymer, specifically DMBP-TB, frustrate the packing of polymer chains, affording solution-processable microporous materials. When protonated or quaternized, the micropores serve as ion-conducting channels. The resulting DMBP-TB + membrane behaves differently from conventional ion exchange membranes, demonstrating an inverse in charge selectivity. Distinct confining effect and strong size sieving effect are observed for cross-membrane ion transport. The transport of anions or cations with sizes bigger than 8.2 Å across the membrane is restricted. • Ion conductive membranes were prepared from hydrophilic microporous polymers. • Ion selectivity of the hydrophilic microporous membranes was examined. • Charge effect, confining effect, and size effect were observed for ion permeation. • Hydrophilic microporous membranes can discriminate both anions and cations. • Ion sieving based on size effect was reported.
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
天天快乐的应助被chwjx采纳,获得20
1秒前
林洁佳发布了新的文献求助10
1秒前
yu完成签到,获得积分10
1秒前
希望天下0贩的0的应助被qwe采纳,获得10
1秒前
研友_rLmNXn发布了新的文献求助20
1秒前
Zephyrine完成签到 ,获得积分10
1秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
2秒前
在水一方的应助被zhangxasq采纳,获得10
3秒前
香蕉觅云的应助被舒心以云采纳,获得30
3秒前
3秒前
4秒前
莫宝完成签到,获得积分10
4秒前
nuo发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
小马甲的应助被Azumah采纳,获得10
6秒前
细心溪流完成签到 ,获得积分10
6秒前
当康康发布了新的文献求助10
6秒前
晴空万里发布了新的文献求助10
7秒前
Alpha完成签到 ,获得积分10
7秒前
hys完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
6666的应助被活力的酸奶采纳,获得10
9秒前
Superman发布了新的文献求助10
9秒前
不吃鸭梨发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类的应助被Wayne采纳,获得10
11秒前
11秒前
qingzhiwu发布了新的文献求助10
12秒前
111发布了新的文献求助10
12秒前
无花果的应助被棖0921采纳,获得50
13秒前
adeno发布了新的文献求助10
13秒前
Ym发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
汉堡包的应助被111采纳,获得30
16秒前
啦啦啦完成签到,获得积分20
18秒前
Bling婉完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
111发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
香蕉觅云的应助被薯条采纳,获得10
18秒前
18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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8052949
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9480392
关于积分的说明 21302592
捐赠科研通 7621131
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3393853
关于科研通互助平台的介绍 2524916
邀请新用户注册赠送积分活动 2431977