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30
2026
-
03
ACS Nano:破解Li⁺“离液效应”：二维膜实现Li⁺/Mg²⁺选择性提升两个数量级
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Li⁺ 弱溶剂化的特性使其在二维限域通道的壁面处产生强的界面亲和力，这种现象被称为“离液效应”。该效应通过产生显著的界面势垒，严重阻碍了 Li⁺ 的传输，从而降低了 Li⁺/Mg²⁺ 的分离效率。为了应对这一挑战，开发了一种在氧化石墨烯（GO）通道壁上接枝带电基团（如磺酸基）的策略。理论模拟表明，带负电的磺酸基与 Li⁺ 之间的库仑吸引力能有效地将 Li⁺ 从通道壁附近重新排布至中心区域。这种策略性的重新分布将不利的 Li⁺-壁面相互作用能从 -31.18 kJ/mol 降低至 -5.26 kJ/mol，并将 Li⁺ 水合壳层的重构抑制了约 49%。我们通过实验制备了磺化 GO 膜，与原始 GO 膜相比，该膜实现了 Li⁺/Mg²⁺ 选择性近两个数量级的提升，同时 Li⁺ 通量提高了 5 倍，进一步有力地验证了该策略的可行性。这项工作为实现通过二维膜进行*离子分离建立了一个概念性框架。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/n6Z9L9fvxhLWAoVsfY_GEw
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