电控离子(交换)膜分离技术——从ESIX到ESIPM

作     者：高凤凤 杨言言 杜晓 郝晓刚 官国清 汤兵 Fengfeng Gao;Yanyan Yang;Xiao Du;Xiaogang Hao;Guoqing Guan;Bing Tang

作者机构：太原理工大学化学化工学院太原030024 日本国立弘前大学地域战略研究所青森030-0813 广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 

出 版 物：《化学进展》 (Progress in Chemistry)

年 卷 期：2020年第32卷第9期

页      面：1344-1351页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

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(No.2017YFE0129200) 国家自然科学基金项目(No.21276173,21476156,21576184,21706181,21776191) 山西省自然科学基金项目(No.201901D211054)资助。 

主　　题：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 

摘      要：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。