化学进展

作者：高凤凤, 杨言言, 杜晓, 郝晓刚, 官国清, 汤兵

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1.</sup> 太原理工大学化学化工学院 太原 030024,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2.</sup> 日本国立弘前大学地域战略研究所 青森 030-0813,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>3.</sup> 广东工业大学环境科学与工程学院 广州 510006

关键词：电控离子膜,离子交换,电活性材料,选择渗透性,膜分离,分离机理,膜组件

基金：* 国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项项目(2017YFE0129200),国家自然科学基金项目(21276173, 21476156, 21576184, 21706181, 21776191),山西省自然科学基金项目(201901D211054)

电控离子膜(Electrically Switched Ion Membrane, ESIM)分离是近年来发展起来的一种新型离子选择性高效分离技术,已被用于多种金属阳离子及阴离子的选择性分离与回收。电控膜分离源于电控离子交换(Electrically Switched Ion Exchange, ESIX)技术,其高效运行依赖于具有离子交换功能的电活性材料(Electroactive Ion Exchange Material, EIXM)。EIXM既能传递电子又能传递离子,通过调节其氧化/还原电位可以控制离子的可逆置入/释放,同时实现目标离子的高效分离和EIXM的再生,因而不产生二次污染。本文从EIXM简介、结构设计与可控合成、各种电控离子选择性分离机制的研究进展以及新型ESIX-ESIM膜组件开发和应用几个方面,分析总结了从最初的ESIX技术到基于ESIX原理的电控离子选择渗透膜(Electrically Switched Ion Permselective Membrane, ESIPM)分离的发展历程。展望未来ESIM分离技术,应针对目标离子的选择性分离要求,设计合成新型结构ESIM材料和研发相关膜组件系统,可望最终实现ESIM技术的工业应用。

来源：2020年第9期

《化学进展》期刊编辑部

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