镁离子选择性COF膜

近理想选择性

通过有序纳米通道内的O/N配位位点与氢键网络,同时实现镁离子的选择性传输与超高渗透性,可兼顾渗透发电与离子逻辑控制。

杨立学 · Xu, Yixin · 杜衍 · Feiyao, Yang · Zhou, Yanguang · 王哲 · 王中林 · Wei, Di

Small 2026

参数信息

Mg²⁺迁移数(t₊)
0.98
渗透功率密度
636.64 W m⁻²
电流密度
9213.3 A m⁻²
纳米通道直径
13.6 Å

技术优势

近乎理想的镁离子选择性

迁移数达到0.98,意味着几乎只有镁离子通过,其他离子被有效排斥,可用于高纯度镁离子分离。

超高渗透性

通过O/N配位部分剥离水合壳和C=O···H─O─H氢键网络降低迁移势垒,实现快速镁离子传输。

创纪录的渗透功率密度

在500倍盐度梯度下输出636.64 W m⁻²的功率密度,为盐差能发电提供了高效膜材料。

双功能:发电与离子逻辑

同一种膜既能用于渗透能发电,又能构建离子晶体管和逻辑门,在能量转换和信息处理之间架起桥梁。

应用场景