阳离子COF膜

选择极性可编程

通过取代基诱导的次级相互作用，无需改变永久框架电荷即可重编程离子选择性，实现阴/阳离子传输极性的可逆切换。

郭庆 · Huixia, Lv · 孙琦

Angewandte Chemie - International Edition 2026

参数信息

离子热电功率密度（单膜）

25.9 W m⁻²

离子热电功率密度（堆叠配置）

39.1 W m⁻²

技术优势

无需改电荷即可反转极性

通过调节取代基种类与数量，膜的表面电势可从正翻转为负，使离子传输从阴离子选择性变为阳离子选择性，而框架电荷保持不变。

选择性可编程且可逆

不同的取代基（如羟基或甲氧基）可系统性地增强阳离子或阴离子选择性，实现在同一框架上的双向调控。

热电功率密度创纪录

在50 K温差下，单膜功率密度达25.9 W m⁻²，堆叠后提升至39.1 W m⁻²，超过已有报道。

应用场景

• 离子热电能量收集：利用膜的选择性离子传输将低品位热直接转化为电能。
• COF膜分离：通过可编程的离子选择性实现精准分离特定离子。
• 离子选择性膜：可替代传统固定电荷膜，按需切换阴/阳离子选择性。
• 低品位热能回收：在50 K温差下实现高功率密度，适合回收工业废热。