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20
2026
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04
Nature 子刊:通过生物离子通道启发膜实现多功能重金属离子分离
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剂萃取和吸附法主要通过选择性结合重金属离子来提取它们。然而，这些方法需要过量使用化学品，并会导致环境问题。膜分离方法避免了这些问题，但与重金属离子的兼容性仍然较差。在自然界中，生物钙通道（CaV channels）通过利用单列离子之间的排斥相互作用和反常摩尔分数效应（AMFE），使选择性结合的离子（Ca²⁺）能够快速且选择性地渗透。在此，受这些通道的启发，展示了一种通用策略，可以将吸附性材料转化为用于重金属离子分离的分离膜。该膜由能够单列吸附目标离子的通道构成。使用铀吸附通道，实现了通过膜的铀分离，在真实海水中铀/钒选择性达到734，通量远超以往材料。该策略进一步推广到稀土金属、铜和金的分离。此外，该策略统一了吸附法和膜分离法，并可将分离膜转化为吸附剂，通过排斥竞争离子进入，显著提高容量和选择性，降低吸附法的环境影响。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/tSlAc53odslD4GksDrdz1A
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