ACS Nano：用于高效渗透能量转换的离子二极管共价有机骨架膜
NavyLIu
2022-10-26
显示离子二极管效应的异质膜在渗透能转化中极具应用前景。然而，现有的异质膜缺乏分子级设计的离子通道，从而限制了它们的功率密度。近日，阿卜杜拉科技大学Lai Zhiping报道了用于高效渗透能量转换的离子二极管共价有机骨架膜。
本文要点：
1) 离子二极管共价有机骨架（COF）膜具有明确的离子通道、不对称的几何形状和表面电荷极性，可以作为高性能渗透动力发生器。COF二极管膜由异质结组成，该异质结结合了带正电荷的超薄COF层和由多孔COF纳米纤维支架支撑的带负电荷的COF层，显示出实现快速单向离子扩散和阴离子选择性的离子二极管效应。
2) 密度泛函理论计算表明，阴离子和COF通道之间的差异化相互作用有助于提高I− 在其它阴离子上传输。因此，COF二极管膜在50倍NaCl和NaI梯度下分别达到19.2和210.1 W m–2的高输出功率密度，这优于最先进的异质膜。这项工作表明COF二极管膜在阴离子传输和能量相关应用方面具有巨大的潜力。
Gao Li et.al An Ionic Diode Covalent Organic Framework Membrane for Efficient Osmotic Energy Conversion ACS Nano 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c07813
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c07813
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