Lithium ion-selective membrane with 2D subnanometer channels

离子 二价 选择性 化学物理 化学 分子动力学 锂(药物) 无机化学 纳米技术 分析化学(期刊) 材料科学 计算化学 催化作用 有机化学 内分泌学 医学 生物化学
作者
Amir Razmjou,Ghazaleh Eshaghi,Yasin Orooji,Ehsan Hosseini,Asghar Habibnejad Korayem,Fereshteh Mohagheghian,Yasaman Boroumand,Abdollah Noorbakhsh,Mohsen Asadnia,Vicki Chen
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:159: 313-323 被引量:209
标识
DOI:10.1016/j.watres.2019.05.018
摘要

In the last two years, the rapidly rising demand for lithium has exceeded supply, resulting in a sharp increase in the price of the metal. Conventional electric driven membrane processes can separate Li+ from divalent cations, but there is virtually no commercial membrane that can efficiently and selectively extract Li+ from a solution containing chemically similar ions such as Na+ and K+. Here, we show that the different movement behavior of Li+ ion within the sub-nanometre channel leads to Li+ ion-selectivity and high transport rate. Using inexpensive negatively charged 2D subnanometer hydrous phyllosilicate channels with interlayer space of 0.43 nm in a membrane-like morphology, we observed that for an interlayer spacing of below 1 nm, Li+ ions move along the length of the channel by jumping between its two walls. However, for above 1 nm spacing, the ions used only one channel wall to jump and travel. Molecular dynamic (MD) simulation also revealed that ions within the nanochannel exhibit acceleration-deceleration behavior. Experimental results showed that the nanochannels could selectively transport monovalent ions of Li+> Na+> and K+ while excluding other ions such as Cl- and Ca2+, with the selectivity ratios of 1.26, 1.59 and 1.36 for Li+/Na+, Li+/K+, and Na+/K+ respectively, which far exceed the mobility ratios in traditional porous ion exchange membranes. The findings of this work provide researchers with not only a new understanding of ions movement behavior within subnanometer confined areas but also make a platform for the future design of ion-selective membranes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
无限萃完成签到,获得积分10
1秒前
栗子乳酪发布了新的文献求助10
1秒前
放青松完成签到 ,获得积分10
2秒前
拾壹完成签到,获得积分10
2秒前
清爽的人龙完成签到 ,获得积分10
6秒前
Nathaniel完成签到,获得积分10
6秒前
wsj完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助ATOM采纳,获得10
8秒前
xm完成签到,获得积分10
9秒前
没有名字完成签到 ,获得积分10
11秒前
小曦瓜完成签到,获得积分10
12秒前
马桶盖盖子完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
傅姐完成签到 ,获得积分10
16秒前
华仔应助栗子乳酪采纳,获得10
16秒前
ATOM发布了新的文献求助10
19秒前
成功的强完成签到,获得积分10
19秒前
小飞123发布了新的文献求助10
22秒前
悟空完成签到 ,获得积分10
23秒前
潜龙完成签到 ,获得积分10
25秒前
qh0305完成签到,获得积分10
25秒前
ANG完成签到 ,获得积分10
26秒前
小田完成签到 ,获得积分10
29秒前
XXXXH完成签到,获得积分10
29秒前
心灵美的不斜完成签到 ,获得积分10
29秒前
31秒前
阔达的冷霜完成签到,获得积分10
33秒前
bc完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
Zoi发布了新的文献求助10
37秒前
踏实谷蓝完成签到 ,获得积分10
37秒前
超级的冷菱完成签到 ,获得积分10
38秒前
止咳宝完成签到,获得积分10
39秒前
star完成签到,获得积分10
40秒前
南攻完成签到,获得积分10
44秒前
任性的思远完成签到 ,获得积分10
45秒前
刻苦的新烟完成签到 ,获得积分0
46秒前
47秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6366871
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8180654
关于积分的说明 17247081
捐赠科研通 5421639
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2868595
邀请新用户注册赠送积分活动 1845686
关于科研通互助平台的介绍 1693175