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31
2026
-
08
Angew:孔壁氧化学调控非离子COF膜：高盐电解质中的阳离子选择性热扩散
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高盐电解质与低品位热源相结合，为离子热电转换提供了*具吸引力的发展机遇。然而在高浓度体系中，唐南排斥效应会被强烈屏蔽，传统固定电荷膜的离子选择透过性会快速衰减。本文报道了一组同拓扑非离子共价有机框架（COF）膜，该系列材料具备结构相近的一维纳米孔道，但孔壁氧化学环境可系统调控。
羟基取代调控腙向β‑酮烯胺的互变异构，构筑出羰基富集的BthTb‑3OH纳米孔道。该孔道无需共价键锚定电荷，即可优先分配并传输阳离子，同时抑制阴离子迁移。在多种电解质体系中，BthTb‑3OH均表现出*的阳离子优先传输特性，在含硫酸盐、磷酸盐介质中阳离子‑阴离子迁移速率差异尤为显著。
实验结合分子动力学模拟进一步证实：富羰基孔道在高盐环境下同时实现优异的K⁺选择透过性与快速钾离子传导。采用K₃PO₄预浸润处理后，磷酸盐与钾离子物种滞留在富羰基纳米孔道内部，重构受限传质环境，促进K⁺输运，并放大硫酸盐体系中阴阳离子的热扩散差异。
最终，经过预处理的膜在50 K温差、饱和硫酸钾体系下实现224.2 W m⁻²的峰值功率密度。该工作证明非离子COF纳米孔道可作为抗电荷屏蔽的平台，适用于高盐离子热电体系。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/yKP9hFGSTgQgREXy3iREgQ
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