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摘要
选择性离子去除作为一种新兴的水处理方法，已被用于废水中的养分回收、水的软化、从盐水提取关键矿物质以及工业废水的利用等水处理领域。生物离子通道具有高效的单离子选择性，在过去的20 a里，纳米级和亚纳米级离子通道都被成功制备出来以模拟生物离子通道。主要介绍了天然离子通道的概念和理论框架，综述了目前纳米离子通道膜的材料与制备方法，总结了典型水污染离子的纳米离子通道选择性及优缺点和研究方向。单/多价离子之间的离子大小、电荷和亲疏水差异可测量，因此构建单/多价之间的离子选择性通道的基础是通道尺寸、表面电荷和亲疏水性的调节。而单价离子间尺寸差异并不显著，因此，特异性离子结合相互作用被引入到亚1 nm通道中以实现单离子选择性。分析了理想的纳米离子通道如何构建，提出目标离子选择性通常取决于通道的物理和化学性质，包括孔径、通道维度、表面电荷、功能位点和通道壁极性等，通过改变或优化这几种因素，可以提高膜对于目标离子的选择性分离。最后，对未来将膜技术与纳米离子通道结合以实现离子选择性去除进行了展望。
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