二维(2D)膜在分子分离和传输中表现出特殊的性能,它们在各种广泛应用中能够大展身手.然而,二维膜的精确、快速离子筛分,常常由于水溶液中的离子插层产生溶胀现象,而受到严重限制.
来自西安建筑科技大学环境与市政工程学院、陕西省膜分离技术研究院王磊教授科研团队的成员,描述了如何使用Keg-ginAl13聚阳离子作为Ti3C2Tx膜的支撑,从而有效地稳定层状结构.更重要的是,层间距可以很容易地调整,成功实现11.5~20.0埃米范围内精确调控,并实现选择性和可调的离子筛分.具有窄d间距的膜对一价离子表现出了增强的选择性.当应用于正向渗透脱盐过程时,该膜表现出高的NaCl排斥(99%)和快速的水通量(0.30L•m-2•h-1•bar-1).宽D间距的膜具有显著的选择性,这取决于阳离子的价态.
将该膜应用于铁基工业废水的酸回收中,具有良好的H+/Fe2+选择性,是替代传统高分子膜的理想材料.
总体来看,他们介绍了一种可能的方法来构建具有适当结构的2D膜,以满足不同环境、资源和能源相关应用中不同的离子筛选要求.在研究中,王磊教授科研团队就有针对性地选择具有不同通道尺寸的薄膜,相继在海水淡化与冶金工业废水酸回收方向进行反复应用型研究.
此项研究对实现工业废水净化、工业废液中提取贵稀金属资源,具有重要应用价值.相关成果以“PreciselyTunableIonSievingwithanAl13-Ti3C2TxLamellarMembranebyControllingInterlayerSpacing”为题,在线发表在国际纳米材料科学顶刊
《美国化学学会•纳米》(ACSNano)上.
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