然而,目前商业离子交换膜高内阻导致其渗透能转换性能低,功率输出有限。而具有限域离子传输动力学的纳米流体通道膜有望实现高性能反向电渗析,从而高效提取渗透能。二维材料,由于具有天然层间通道,丰富的表面特性及良好的可加工性,被视为构筑纳流通道膜的理想单元,将其用于渗透能收集,为提高转换性能,通常需要对重构二维材料膜进行改性处理,过程复杂且成本高昂。
近日,中国科学院理化技术研究所闻利平研究员和中国科学技术大学化学与材料科学学院/苏州高等研究院张振教授合作,以典型的层状材料二硫化钨为研究对象,构建了具有仿浆膜结构复合膜用于太阳能辅助的高性能渗透能转换。
复合膜由二硫化钨纳米片和凯夫拉纳米纤维构成。凯夫拉的引入大大增强了复合膜机械性能和离子传输性能;二硫化钨具有良好的光响应特性,施加光照可以同步调控纳流通道膜表面状态(温度,电荷密度),构筑跨膜温度梯度和电荷梯度,共同促进阳离子跨膜传输。



Dr. Qingchen Wang, Dr. Yadong Wu, Dr. Congcong Zhu, Dr. Yuhao Hu, Dr. Lin Fu, Dr. Yongchao Qian, Dr. Zhe-Hua Zhang, Dr. Tingyang Li, Dr. Xin Li, Prof. Xiang-Yu Kong, Prof. Lei Jiang, Prof. Zhen Zhang, Prof. Liping Wen
文章的第一作者为中国科学院大学理化技术研究所王清晨博士,论文的通讯作者为中国科学院大学理化技术研究所闻利平研究员和中国科学技术大学化学与材料科学学院/苏州高等研究院张振教授。
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202302938







