近期，中國科學院近代物理研究所材料研究中心與中山大學、河北大學等，利用重離子束輻照技術制備出具有優異離子分離性能的聚醚酰亞胺（PEI）亞納米多孔分離膜。相關研究成果以Efficient ion sieving and ion transport properties in sub-nanoporous polyetherimide membranes為題，發表在《脫鹽》（Desalination）上。

由于埃尺度空間位阻和靜電力共同作用，不同離子在亞納米多孔分離膜傳輸過程中受脫水效應和庫侖效應影響不同，使亞納米多孔分離膜具有離子分離能力，并在水的深度凈化處理和離子精準分離領域發揮著越來越重要的作用。科研人員在重離子束輻照基礎上，分別利用電脈沖蝕刻和水浴處理的方法在聚碳酸酯（PC）和聚醚砜樹酯（PES）薄膜中可控制備出亞納米多孔分離膜，均表現出良好的離子分離特性。然而，如何制備出具有更高離子選擇性和分離性能的亞納米多孔分離膜仍是該領域亟需解決的問題。 ?? ?

實驗中，科研人員通過選擇化學結構更加穩定的PEI膜，借助重離子輻照技術制備出孔徑在0.30 nm和0.80 nm范圍且具有單價離子選擇性傳輸的PEI亞納米多孔分離膜。該膜表現出優異的單價離子通量和單價離子選擇性（鉀離子通量為0.49 mol h^-1 m^-2，K⁺/Li⁺選擇比為6；對K⁺/Mg²⁺的理想選擇比為8900，實際選擇比為67）。這一成果為制備和研究具有亞納米直通孔道結構的離子分離膜提供了新思路，有望在溶液中重金屬離子的去除、鹽湖資源提取等領域發揮重要作用。 ?? ?

研究工作得到國家自然科學基金的支持。 ?? ?

論文鏈接

PEI亞納米多孔分離膜離子通量和分離效果對照圖。（a）單鹽通量；（b）混鹽通量；（c）分離效果對照