离子分离用电荷Janus结构单价选择性阳离子交换膜（英文）

作者：王文广; 张艳秋; 杨晓彬; 孙海翔; 吴亚东; 邵路^*

来源：Engineering, 2023, 25(06): 204-213.

单价选择性阳离子交换膜(M-CEMs)已被广泛应用于环境修复和能量收集等领域，例如，从卤水和海水中提取Na+或Li+。然而，由于膜结构和材料的限制，M-CEMs存在渗透选择性低的问题。在此，我们提出了一种简单的方法以构建具有电荷Janus结构的新型M-CEMs，该结构由荷正电的均苯三甲酸/聚乙烯亚胺选择层和荷负电的商业阳离子交换膜(CEM)组成。选择性电渗析(SED)分析结果表明，具有电荷Janus结构的M-CEMs可以有效抑制多孔阳离子交换膜中存在的阴离子迁移问题，因而使这种具有电荷Janus结构的M-CEMs具有较高的渗透选择性和总阳离子通量。与最先进的单价选择性阳离子交换膜的分离性能相比，具有电荷Janus结构的M-CEMs对于Na+/Mg2+的最高渗透选择性可以达到145.77，这超过了目前单价选择性阳离子交换膜性能的“上限”，且对于Li+/Mg2+也具有优异的渗透选择性(14.11)，在离子分离领域具有巨大的应用潜力。这项研究可以为具有电荷Janus结构的M-CEMs的设计提供新的见解，并应用于不同的环境和能源领域。

• 单位
  城市水资源与水环境国家重点实验室; 中国石油大学（华东）