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
刚刚
刚刚
刚刚
稳重的灵安完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
科研通AI6.1应助今我来思采纳,获得10
3秒前
上官小怡发布了新的文献求助10
3秒前
无私的玉米完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
7秒前
小笑完成签到,获得积分10
7秒前
疾风完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
Yangaaa发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
huilin完成签到,获得积分10
8秒前
嗡嗡嗡发布了新的文献求助20
9秒前
桉豆发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
12秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
12秒前
Mu发布了新的文献求助10
12秒前
科目三应助liliy采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
www发布了新的文献求助10
14秒前
Jasper完成签到,获得积分20
14秒前
炙热海云发布了新的文献求助10
15秒前
李狗蛋发布了新的文献求助10
15秒前
张益权完成签到,获得积分10
16秒前
等等发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
契咯完成签到,获得积分10
18秒前
赵琪发布了新的文献求助10
18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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
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 6360923
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174848
关于积分的说明 17220029
捐赠科研通 5415999
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866110
邀请新用户注册赠送积分活动 1843339
关于科研通互助平台的介绍 1691363