MOFs-TFN正渗透膜

质子迁移近1.5倍

亲水纳米通道与酸碱对协同降低质子迁移能垒，解决渗透微生物燃料电池的pH失衡问题。

Tian, Enling · 刘渊 · Cheng, Song · 王兴祖 · 殷逢俊 · 方菱 · Lu, Shun · Yu, Lei · 刘鸿

Water Research 2025

具体参数

峰值功率密度

{'zh': '9.80 ± 0.52', 'en': '9.80 ± 0.52'} W·m⁻³

纯水提取量提升倍数

{'zh': '1.45', 'en': '1.45'}

COD去除效率提升

{'zh': '10.64', 'en': '10.64'} %

技术优势

质子传导更快

亲水纳米通道与酸碱对协同作用，显著促进质子传输。

能垒更低

NH₂-MIL-101(Cr)和SO₃H-MIL-101(Cr)之间形成的酸碱对（S-O···HN）显著降低了质子迁移能垒。

产电更高

采用FO-3膜的OsMFC峰值功率密度达到9.80 ± 0.52 W·m⁻³。

水回收更多

纯水提取量约为对照组的1.45倍，且COD去除效率提升10.64%。

应用场景

• 渗透微生物燃料电池：用FO-3膜替换现有FO膜，提升产电功率和质子传导效率。
• 废水处理与能源回收：在废水处理过程中同步提取纯水并提高COD去除率，同时产生电能。
• 正向渗透膜：通过引入MOF纳米通道和酸碱对，设计出高质子传导的正渗透膜。
• 金属有机框架膜：利用异质功能化MOF构建质子传导路径，用于渗透能源系统。