具有高离子选择性的分离膜对于亚纳米尺度的离子种类的分离至关重要。

近日，中科大Xingya Li，Liang Ge，Tongwen Xu利用反扩散生长法构建了具有多级亚纳米窗口和纳米孔洞的POC（CC3）分离膜。

文章要点

1）CC3膜对具有高单价离子通量的一价/二价离子表现出显著的选择性，优于已报道的连续骨架的亚纳米多孔UiO-66膜和排列通道的蚀刻PES膜的渗透选择性。

2）实验观察和分子动力学模拟表明，优异的离子选择性源于CC3通道的独特结构。亚纳米尺寸的窗口允许具有不同水合壳的一价离子穿过，同时阻挡二价离子。离散的CC3框架形成有序和延伸的外部空腔，作为高离子通量的离子传输路径。

3）此外，疏水性CC3通道能够通过内部和外部空腔快速运输水合离子。这些发现为POCs中的离子转运机制提供了一种见解。

这种高选择性CC3膜为开发具有各种分级通道结构的膜提供了新的策略，可用于高能效和过程可持续的离子分离。

参考文献

Tingting Xu, et al, Highly Ion-Permselective Porous Organic Cage Membranes with Hierarchical Channels, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00318

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00318