近日，我院在《Angewandte Chemie International Edition》（2022年影響因子：16.823，SCI一區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“Selective Ion Transport in Two-Dimensional Lamellar Nanochannel Membranes”（二維層狀納米通道膜中的選擇性離子傳輸）的最新綜述。論文第一作者為西安建筑科技大學王琎教授，通訊作者為團隊帶頭人王磊教授，碩士研究生周慧嬌與博士研究生李尚真參與了此項工作，西安建筑科技大學為論文的唯一完成單位。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等的資助，此外陜西省膜分離技術(shù)重點實驗室，陜西省環(huán)境工程重點實驗室也為研究開展給予了大力支持。

準確、快速的離子分離對于環(huán)境、資源與能源等領(lǐng)域的諸多關(guān)鍵技術(shù)具有重要意義。大至鹽湖提鋰、海水淡化等國家經(jīng)濟主戰(zhàn)場中的重大工程，小至微型納米流體發(fā)電機，其效率都依賴于離子的選擇性傳輸過程。然而，由于離子的特征尺寸普遍處于亞納米級別，如何實現(xiàn)目標離子快速通過，同時確保伴生離子的有效截留，目前仍極富挑戰(zhàn)性。而實際應用過程中復雜的水質(zhì)環(huán)境，更增加了高效離子分離的難度。近年來，隨著納米材料領(lǐng)域的不斷突破，促進了納米受限條件下離子傳輸行為的研究，為先進離子分離技術(shù)的發(fā)展帶來了新的可能性。其中，通過二維納米片平行堆疊構(gòu)建納米通道膜，成為納米流體研究領(lǐng)域中的熱點課題。得益于二維材料多樣的物理與化學性質(zhì)，可通過對二維納米通道的形貌、尺寸、表面特性以及潤濕行為等進行精確的調(diào)節(jié)，以滿足不同的分離需求。

基于團隊自身多年來在離子分離方向的基礎研究與鹽湖貴稀金屬資源回收等方面的應用實踐，就目前納米級受限通道內(nèi)離子輸運最新研究進行了綜述。該綜述從納米通道膜的基本構(gòu)建單元出發(fā)，對二維納層狀膜的制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控進行了概述；基于此，剖析了納米限域通道膜中離子傳輸行為的影響機制，特別分析了內(nèi)部傳輸路徑的物理結(jié)構(gòu)、受限通道的表面性質(zhì)以及外部環(huán)境對離子選擇性輸運過程的影響；隨后，對二維納米通道膜在海水淡化、水凈化、資源回收以及能量收集與轉(zhuǎn)換方面的應用現(xiàn)狀進行了總結(jié)。最后，論文分別從學術(shù)和工業(yè)的角度討論了膜結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控、離子傳輸機制研究以及應用方面所面臨的挑戰(zhàn)，為開發(fā)高性能二維納米通道膜及精準離子分離技術(shù)提供支持，推動二維納米通道膜在各個工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的進一步創(chuàng)新。

《Angewandte Chemie International Edition》是德國化學學會(GDCh)的期刊，出版范圍涵蓋了化學研究的各個領(lǐng)域，致力于傳播高質(zhì)量的尖端研究成果，一直是化學研究領(lǐng)域的國際核心期刊，并持續(xù)保持領(lǐng)先地位。