近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所材料研究中心與中山大學(xué)、河北大學(xué)等，利用重離子束輻照技術(shù)制備出具有優(yōu)異離子分離性能的聚醚酰亞胺（PEI）亞納米多孔分離膜。相關(guān)研究成果以Efficient ion sieving and ion transport properties in sub-nanoporous polyetherimide membranes為題，發(fā)表在《脫鹽》（Desalination）上。

由于埃尺度空間位阻和靜電力共同作用，不同離子在亞納米多孔分離膜傳輸過(guò)程中受脫水效應(yīng)和庫(kù)侖效應(yīng)影響不同，使亞納米多孔分離膜具有離子分離能力，并在水的深度凈化處理和離子精準(zhǔn)分離領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?？蒲腥藛T在重離子束輻照基礎(chǔ)上，分別利用電脈沖蝕刻和水浴處理的方法在聚碳酸酯（PC）和聚醚砜樹(shù)酯（PES）薄膜中可控制備出亞納米多孔分離膜，均表現(xiàn)出良好的離子分離特性。然而，如何制備出具有更高離子選擇性和分離性能的亞納米多孔分離膜仍是該領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。 ?? ?

實(shí)驗(yàn)中，科研人員通過(guò)選擇化學(xué)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的PEI膜，借助重離子輻照技術(shù)制備出孔徑在0.30 nm和0.80 nm范圍且具有單價(jià)離子選擇性傳輸?shù)腜EI亞納米多孔分離膜。該膜表現(xiàn)出優(yōu)異的單價(jià)離子通量和單價(jià)離子選擇性（鉀離子通量為0.49 mol h^-1 m^-2，K⁺/Li⁺選擇比為6；對(duì)K⁺/Mg²⁺的理想選擇比為8900，實(shí)際選擇比為67）。這一成果為制備和研究具有亞納米直通孔道結(jié)構(gòu)的離子分離膜提供了新思路，有望在溶液中重金屬離子的去除、鹽湖資源提取等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 ?? ?

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。 ?? ?

論文鏈接

PEI亞納米多孔分離膜離子通量和分離效果對(duì)照?qǐng)D。（a）單鹽通量；（b）混鹽通量；（c）分離效果對(duì)照