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27
2026
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01
CEJ：高选择性锂钠离子分离膜
作者：
锂是可充电电池的关键能源资源，从钠离子占主导的盐湖中提取锂亟需高选择性的分离策略。共价有机框架（COF）膜凭借其规整的孔结构与可调控的孔道化学性质，成为具潜力的实现途径。本文制备了一系列磺酸功能化亚胺键联COF膜，对其–SO₃H基团密度与孔内侧链柔性进行了双重调控。其中，TpPa-(SO₃H)₂-MOPS膜兼具适中数量的固定–SO₃H基团与柔性吗啉丙烷磺酸盐（MOPS）侧链，展现出的锂离子通量与锂钠分离选择性。该膜的性能提升源于精细调控的纳米孔道微环境：此环境可强化钠离子的捕获作用，同时促进锂离子在瞬时配位位点间的跳跃迁移。研究发现，磺酸基团对钠离子存在较强的结合作用（导致孔道传质阻力升高），而与锂离子的结合作用更弱，锂离子跨孔迁移的能垒更低；柔性MOPS连接基可作为锂离子的瞬时结合/跳跃位点，构建起锂离子辅助跳跃迁移机制，大幅提升锂离子的迁移率。本研究揭示了COF纳米孔道中离子结合亲和力与传质阻力平衡设计的重要性，所提出的设计原则为构建高性能提锂膜提供了通用策略，亦可拓展至复杂电解质体系中其他离子的选择性分离领域。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/QTwWn7cTyMdKU3XHVG255w
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