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Moderne polymerische Membranen sind nicht in der Lage, die hochpräzisen Ionenfraktionen durchzuführen, die für Technologien erforderlich sind, die für eine Kreislaufwirtschaft und eine saubere Energiezukunft unerlässlich sind. Koordinative Wechselwirkungen sind ein Mechanismus, um die Sorption einer Zielart in eine Membran zu erhöhen, aber die Auswirkungen dieser Wechselwirkungen auf die Membranpermeabilität und -selektion sind schlecht verstanden. Wir verwenden eine mehrlagige Polymermembran, um zu bewerten, wie Ionen-Membran-Bindungsenergien die Membranpermeabilität von ähnlich großen Kationen beeinflussen: Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+ und Mg2+. Wir berichten, dass Metalle mit höherer Bindungsenergie zu Iminodiasetatgruppen des Polymers selektiver durch die Membran in Multisalzlösungen als in Einzelsalzlösungen permeieren. Im Gegensatz dazu sind schwächer bindende Spezies davon ausgeschlossen, in die Polymermembran zu diffundieren, was zu einem Durchgang proportional zur Bindungsenergie und unabhängig von der Membrandicke führt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Selektivität polymerer Membranen erheblich erhöht werden kann, indem die Ionen-Membran-Bindungsenergie angepasst und die Membrandicke minimiert wird.
DuChanois et al. (Fr,) haben diese Frage untersucht.