具有快速和选择性离子传输的膜广泛用于水净化以及能量转换和存储设备,包括燃料电池,氧化还原液流电池和电化学反应器。然而,设计具有明确孔结构、具有成本效益、易于加工的离子导电膜仍然具有挑战。近日,帝国理工学院Qilei Song,爱丁堡大学Neil B. McKeown等多团队合作,报道了一种合成具有窄分子大小通道和亲水功能膜的新方法,实验表明,合成的膜能够快速传递盐离子,并且对小有机分子具有高的尺寸排阻选择性。作者基于含有Tröger’s碱或amidoxime基团的固有微孔性聚合物合成了该膜材料,其具有精细控制的亚纳米孔结构,此外,亲水性官能团的引入和厚度控制在实现快速离子迁移和高分子选择性方面都起着重要作用。合成的膜材料能够使水相有机液流电池具有高能效和高容量保持能力,表明它们可用于各种与能源相关的设备和水净化工艺。
Rui Tan, Anqi Wang, Neil B. McKeown,* Qilei Song*, et al. Hydrophilic microporous membranes for selective ion separation and flow-battery energy storage. Nat. Mater., 2019
DOI: 10.1038/s41563-019-0536-8