Molecular design of covalent−organic framework membranes for Li+/Mg2+ separation: Significant charge effect

选择性 共价键 离子 化学 共价有机骨架 气体分离 分子动力学 化学工程 分析化学(期刊) 色谱法 计算化学 有机化学 工程类 生物化学 催化作用
作者
Bohui Lyu,Mao Wang,Jianwen Jiang,Zhongyi Jiang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:662: 120976-120976 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2022.120976
摘要

In this study, molecular simulation is utilized to explore the charge effect in COF membranes on separation performance. Three types of COF membranes with different functional groups (Tp-Tta-COOH, Tp-Tta-COO − and Tp-Tta-NH 3 + ) and thus different charges are designed. It is found that the positively charged membrane (Tp-Tta-NH 3 + ) shows higher ion selectivity in mixed Li + /Mg 2+ ion solution, compared with the negatively charged and neutral membranes. In Tp-Tta-NH 3 + membrane, the effective pore size is reduced by the secondary confinement effect of Cl − ions. The orderly arranged anions (Cl − ) reduce the actual pore size and generate the secondary confinement effect, which fortifies the pore-entrance sieving effect, and due to the large difference in hydration energies of Li + and Mg 2+ ions, the former is easier to dehydrate and enter the pore. The charge effect in Li + /Mg 2+ separation uncovered by molecular simulation is microscopically insightful toward the design of COF membranes and other organic framework membranes for high-performance ion separation. • Three types of COF membranes with positive, neutral, negative charges are constructed. • MD simulation is applied to elucidate Li + /Mg 2+ separation in COF membranes. • The positively charged COF membrane exhibits the highest selectivity. • The secondary confinement and differentiated dehydration provide high selectivity.

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
银杏叶发布了新的文献求助20
刚刚
今后应助小药丸采纳,获得20
刚刚
打打应助damonvincent采纳,获得10
1秒前
1秒前
隐形曼青应助damonvincent采纳,获得10
1秒前
慕剑完成签到,获得积分10
1秒前
zz完成签到,获得积分10
1秒前
出其东门完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
迷人的小土豆完成签到,获得积分10
2秒前
852应助阿文采纳,获得10
2秒前
tangyuan完成签到,获得积分10
2秒前
酷酷的思萱完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
余子完成签到,获得积分10
2秒前
sean晁烁发布了新的文献求助10
3秒前
萤火完成签到 ,获得积分10
4秒前
蜘蛛道理完成签到 ,获得积分10
4秒前
jananie完成签到,获得积分10
5秒前
zyc8368完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
所所应助同位素采纳,获得10
6秒前
6秒前
我是小欢总完成签到,获得积分20
6秒前
JesseT应助研友_qZ6V1Z采纳,获得10
6秒前
6秒前
甜蜜的荟发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
Lamed完成签到,获得积分10
7秒前
qwe驳回了学术虫应助
7秒前
8秒前
D.chen发布了新的文献求助10
8秒前
柳柳完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
wanci应助害羞的振家采纳,获得10
9秒前
大雪完成签到 ,获得积分10
9秒前
昏睡的白桃完成签到,获得积分0
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
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 6641638
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8398623
关于积分的说明 17959246
捐赠科研通 5830139
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2968280
邀请新用户注册赠送积分活动 1943229
关于科研通互助平台的介绍 1859798