冠醚功能化COF膜

仿生钠离子通道

利用15-冠-5的离子识别在亚纳米通道中实现钠离子的高选择性快速传输，分离性能超越现有聚合物膜。

王婧 · Zhang, Junwei · Jin, Pengrui · He, Wen · Ziwen, Dai · Tan, Hao · 袁书珊 · Yang, Jiakuan · Elimelech, Menachem

Nature Communications 2025

参数信息

Na⁺/K⁺选择性

58.31

Na⁺渗透通量

9.33 mmol m⁻² h⁻¹

技术优势

钠钾选择性达58.31

15-冠-5空腔尺寸匹配Na⁺，显著降低其传输能垒，而K⁺能垒更高，从而实现选择性传输。

高通量离子传输

一维COF通道促进离子快速传输，同时羟基富集骨架增强Na⁺通量。

超越现有膜性能

同时实现高选择性和高渗透通量，综合性能显著优于传统聚合物膜。

应用场景

• 离子筛分膜：替代传统纳滤膜，在海水淡化中高效分离Na⁺与K⁺。
• 微流控离子分离器件：集成到微流控芯片，实现高通量单离子选择性传输。
• 盐湖提锂：在盐湖卤水中选择性分离Na⁺，富集Li⁺。