相比于传统化工分离技术，膜分离技术具有低能耗、高效率等优点，是备受关注的新型分离技术。以单价选择性离子交换膜（简称：离子膜）为核心的电渗析装置能实现选择性分离和浓缩溶液中的某些特定种类离子，对盐湖提锂、海水制盐、废水资源化等多个应用领域具有重要意义。因此，开发高性能选择性离子膜可提高电渗析器的分离性能并拓展其应用范围。
鉴于此，必威betway中文版入口沈江南团队提出在长侧基咪唑功能化聚芳醚砜主链中引入刚性苯并咪唑结构，制备了一种具有亚纳米级离子通道的高单价选择性阴离子膜。与含柔性烷基链段聚芳醚砜离子膜相比，刚性较大的苯并咪唑结构减小了离子膜的自由体积（0.636% vs. 1.040%），同时也限制了离子膜的吸水溶胀（吸水率：15.2%；溶胀率：7.5%）。小角X射线衍射仪SAXS测试结果表明，干态和湿态下阴离子膜的离子通道分别约为0.457 nm和0.548 nm。由于具备独特的亚纳米离子通道，含苯并咪唑结构聚芳醚砜离子膜表现出优越的一/二价阴离子（Cl–和SO42–）的分离性能。电流密度5.0 mA/cm2测试条件下，
为9.52（vs. 0.78）；电流密度2.5 mA/cm2下，趋向为∞，即选择性地透过Cl–离子，基本抑制SO42–离子的通过。该研究可为制备高性能单价选择性离子膜提供重要参考。
该成果以“Subnanometer Ion Channel Anion Exchange Membranes Having a Rigid Benzimidazole Structure for Selective Anion Separation”为题发表于ACS Nano，第一作者为化学工程学院硕士研究生陈权，通讯作者为廖俊斌博士和沈江南教授。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11264
Quan Chen, Yuyang Yao, Junbin Liao*, Junhua Li, Jingwen Xu, Tongtong Wang, Yuanyuan Tang, Yanqing Xu, Huimin Ruan and Jiangnan Shen*
ACS Nano，2022，16，3. DOI：10.1021/acsnano.1c11264
论文成果
