局部带电碳纳米管

高透水同时完全截盐

在碳纳米管中段引入局部电荷，通过调制水分子取向与离子结构，实现反渗透脱盐中高通量与完全截盐的兼顾。

李忠武 · Han, Quan · 裘英华 · 王大刚

Carbon 2023

参数信息

水渗透率

90 L/cm²/day/MPa

离子截留率

100 %

技术优势

完全截盐

局部电荷引起强的水结构化和水分子双极化取向，从而阻碍离子通过，实现100%离子截留。

高通量保留

在100%截留离子的同时，水渗透率仍高达约90 L/cm²/day/MPa，未因截盐而牺牲透水。

可调水通量

通过改变局部电荷量、位置和管径，水通量可被大幅调制，通量调制因子随管径增大而增大。

应用场景

• 海水淡化膜：在保持高透水率的同时完全截留盐离子，可替代传统反渗透膜提升能效。
• 纳米流体器件：利用局部电荷对离子和水的选择性调控，构建高性能纳米流体二极管或传感器。
• 人工纳米通道：作为仿生纳米通道模型，验证电荷修饰对水传输的调控机制。
• 膜分离材料：用于制备高选择性、高通量的水处理或气体分离膜材料。
• 碳纳米管功能化：通过局部电荷修饰，赋予碳纳米管新的离子筛分功能，拓展其应用场景。