具有垂直对齐的纳米棒的共价有机框架膜,用于有效地分离稀有金属离子
Qinghua Liu1, Ming Liu1, Zhe Zhang2
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, and College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, 211816, Jiangsu, China.
Nature communications
|October 25, 2024
概括
新的共价有机框架 (COF) 膜与垂直对齐的纳米棒有效地分离稀有金属离子. 这一突破为有价值的资源回收提供了快速和选择性的离子分离.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 共价有机框架 (COFs) 对膜分离有希望.
- 使用COF实现快速和选择性的离子分离仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发具有垂直对齐的纳米棒的COF膜,以高效地分离稀有金属离子.
- 为了提高COF基膜的透性和选择性.
主要方法:
- 通过界面聚合,在多孔基板上合成COF层.
- 设计了一种四级功能化单体用于COF合成.
- 创建了具有不对称结构的COF膜,其中包括垂直对齐的纳米棒和超薄密集层.
主要成果:
- COF膜表现出一个不对称的结构,垂直对齐的纳米棒和密集的层.
- 实现了 0.33 mol m-2 h-1 的 Cs+ 透率.
- 对于Cs+/La3+具有很高的选择性 (在单个系统中高达75.9,在二进制系统中高达69.8).
结论:
- 开发的COF膜在稀有金属离子分离方面表现出了卓越的性能.
- 独特的纳米基和密集层结构提高了分离效率.
- 这些膜在稀有金属离子回收领域具有很大的应用潜力.
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