打破壟斷！我國實現選擇性分離膜的精密構筑

日前，中國科學技術大學徐銅文教授團隊構筑了一種亞2納米共價有機框架（COFs）膜，并表現出較高的一價陽離子滲透速率和極低的二價陽離子透過率，實現了高效的離子傳輸與分離。該研究成果發表在國際著名期刊《先進材料》上。

針對節能減排和傳統產業轉型升級等國家重大需求，離子分離技術的進步對于化學工業生產的可持續發展具有重要意義。目前，國內一/二離子選擇性分離膜仍處于實驗試制階段，還沒有真正實現規模化批量制備，而日本等發達國家一直對中國進行技術封鎖和價格壟斷。

自2011年開始，徐銅文教授團隊在一/二價離子選擇性分離膜開發、傳質機理研究和分離應用等方向開展了深入研究，構筑了具有自主知識產權的產品體系，為離子選擇性分離膜的規?；苽浜彤a業化積累了豐富的經驗。為了進一步研究亞2納米通道壁面化學環境對于離子傳質與分離性能的影響，團隊通過界面生長策略構筑具有一維垂直貫通亞2納米通道的超薄COFs膜，利用氮氣和空氣氛圍中的升溫紅外表征，證明了通道內氫鍵位點能與水分子形成氫鍵相互作用。構筑的COFs膜表現出較高的一價陽離子滲透速率和極低的多價陽離子透過率，實現了高的離子選擇性。

該研究成果表明，構建具有豐富氫鍵位點的COFs多孔膜，在保持離子滲透速率的同時，能顯著提高離子選擇性，不但為離子在亞2納米受限空間中的傳輸機制提供了理論基礎，同時也為聚合物基離子選擇性分離膜的結構設計與調控提供了理論指導。

據悉，在系列研究成果的基礎上，研究團隊開發出具有自主知識產權的高性能離子選擇性分離膜一次性成型制備工藝，已實現一/二離子選擇性分離膜中試膜產品制備，在系列典型混合離子體系均展現優異的分離效果。

（來源：科技日報）