一种层状MXene (Ti3C2Tx)/PSS复合膜用于快速选择性锂离子分离

摘要 通过堆叠MXene纳米片并引入具有活性磺酸基团的聚(钠4-苯乙烯磺酸盐)(PSS)，获得了一种具有Li + 选择性传输通道的二维(2D)层状膜，其在Na + 、K + 和Mg 2+的离子混合溶液中表现出优异的Li + 选择性。通过MXene@PSS复合膜的Li + 渗透速率高达0.08 mol m −2 h −1，而Li + /Mg 2+ 、Li + /Na + 和Li + /K + 的选择性分别为28、15.5和12.7。结合模拟和实验结果，我们进一步确认部分脱水的Li + 在亚纳米通道内的高度选择性快速运输可归因于精确控制的层间距以及相对较弱的离子末端(−SO 3 − )相互作用。本研究加深了对受限通道中离子选择性渗透的理解，并提供了一种通用膜设计概念.