记者11日从西安建筑科技大学获悉，该校环境与市政工程学院、陕西省膜分离技术研究院王磊教授团队发现具有不同层间距的二维膜在离子筛分过程中表现出了不同分离效应，并实现对二维分离薄膜毛细通道11.5—20.0埃米内精确调控。其相关成果《精确控制Al₁₃-Ti₃C₂T_x薄膜内受限通道尺寸实现可调性离子筛分》近日于国际权威期刊《美国化学学会·纳米》在线发表。

膜分离的精密离子筛分技术在环境与资源等领域的多个细分研究上均具有重要意义，特别是对于具有复杂离子体系的盐湖卤水中锂、钾等离子资源的提取与纯化，离子的精确、快速分离效率非常关键，是目前膜分离技术方向的前沿课题，其中二维分离薄膜内的大量受限毛细通道对薄膜分离性能的作用至关重要。由于水溶液中的离子插层会导致二维薄膜产生溶胀现象，致使受限通道难以稳定维持适于离子筛分的艾米级尺寸，进而导致离子筛分性能降低。

王磊教授团队长期致力于膜分离的精密离子筛分技术的研究。今年7月，其有关研究成果于国际著名期刊《自然通讯》在线发表，在此成果基础上，科研人员选取二维纳米Ti₃C₂T_x材料作为分离薄膜的构筑单元，通过在相邻纳米片之间引入Keggin羟基铝柱离子，发现具有不同层间距的二维膜在离子筛分过程中表现出了不同分离效应，并得到了二维Ti₃C₂T_x薄膜具有良好的一价/多价离子筛分性能的层间距离特征值。成功地实现了通道的尺寸在11.5—20.0埃米范围内精确调控。

据王磊教授团队博士生朱甲妮和博士后王?介绍，研究人员针对性地选择了具有不同通道尺寸的薄膜分别尝试了在海水淡化以及冶金工业废水酸回收方向的应用研究，发现本研究构筑的Ti₃C₂T_x薄膜表现出了优于商用高分子传统薄膜的分离性能。此项研究成果对实现工业废水净化、工业废液中提取贵稀金属资源具有重要的支持作用。

Al₁₃-Ti₃C₂T_x层状膜制备过程示意图

《ACS Nano》是美国化学协会（ACS）出版社旗下纳米材料科学领域的顶级期刊，该期刊是当前国际化学、材料科学领域最具影响力的综合性刊物之一。

来源：中国科技网 2020年12月11日

原文链接：m.stdaily.com/index/kejixinwen/2020-12/11/content_1059340.shtml