A Review of Nanostructured Ion‐Exchange Membranes
Source abstract
Abstract
Abstract Ion‐exchange membranes (IEMs) with tunable nanostructures possess great potential for energy‐efficient use in various applications such as electrodialysis, fuel cells, secondary batteries, and so on. Insight into the relationship between the morphology of the membrane nanostructures and the ions permeation is key to the realistic design and advancement of nanostructured IEMs. Here, recent progress on broadly divided four types of IEMs, based on solid‐state nanostructures, self‐assembled nanochannels, fillers‐integrated nanostructures, and artificial surface structures, are highlighted. For each type, fabrication of the nanostructured membranes and their influence on physical and ion transport properties are summarized. Additionally, the potential perspective of the nanostructured IEMs′ engineering and application are discussed in this review.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Fuel Cells and Related Materials · Membrane-based Ion Separation Techniques · Membrane Separation Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Anhui Engineering Laboratory of Functional Membrane Materials and Technology Collaborative Innovation Centre of Chemistry for Energy Materials Department of Applied Chemistry School of Chemistry and Materials Science University of Science and Technology of China Hefei 230026 China
Funding
National Natural Science Foundation of China
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1002/adma.20200424010.1002/adma.202004240 ↗
2. 10.1002/anie.20200001210.1002/anie.202000012 ↗
3. 10.1038/s42004-020-00384-z10.1038/s42004-020-00384-z ↗
4. 10.1002/adfm.20200485410.1002/adfm.202004854 ↗
5. 10.1016/j.memsci.2019.11745310.1016/j.memsci.2019.117453 ↗
6. 10.1016/j.memsci.2018.10.00810.1016/j.memsci.2018.10.008 ↗
7. 10.1039/D0TA02412K10.1039/D0TA02412K ↗
8. 10.1126/sciadv.aau139310.1126/sciadv.aau1393 ↗
9. 10.1021/acsami.9b1116310.1021/acsami.9b11163 ↗
10. 10.1002/anie.20190597210.1002/anie.201905972 ↗
11. 10.1002/cssc.20190070610.1002/cssc.201900706 ↗
12. 10.1016/j.memsci.2020.11860810.1016/j.memsci.2020.118608 ↗
13. 10.1126/sciadv.aay399810.1126/sciadv.aay3998 ↗
14. 10.1126/sciadv.aba947110.1126/sciadv.aba9471 ↗
15. 10.1039/D0TA04756B10.1039/D0TA04756B ↗
16. 10.1016/j.memsci.2018.05.00210.1016/j.memsci.2018.05.002 ↗
17. 10.1002/anie.20110205710.1002/anie.201102057 ↗
18. 10.1039/C9TA01291E10.1039/C9TA01291E ↗
19. 10.1016/j.memsci.2018.04.02210.1016/j.memsci.2018.04.022 ↗
20. 10.1038/nature1763410.1038/nature17634 ↗
21. 10.1038/s41467-020-17755-810.1038/s41467-020-17755-8 ↗
22. 10.1039/C7CS00315C10.1039/C7CS00315C ↗
23. 10.1021/jacs.9b0443210.1021/jacs.9b04432 ↗
24. 10.1021/jacs.9b1195210.1021/jacs.9b11952 ↗
25. 10.1021/jacs.9b0178910.1021/jacs.9b01789 ↗
26. 10.1021/jacs.9b1307210.1021/jacs.9b13072 ↗
27. 10.1021/acs.inorgchem.9b0329510.1021/acs.inorgchem.9b03295 ↗
28. Xu T. · Nano Lett. · 2019 · 12 · 2593
29. 10.1021/acs.nanolett.9b0121110.1021/acs.nanolett.9b01211 ↗
30. 10.1021/acs.nanolett.7b0291010.1021/acs.nanolett.7b02910 ↗
31. 10.1021/acsami.7b1850610.1021/acsami.7b18506 ↗
32. 10.1016/j.memsci.2019.11724910.1016/j.memsci.2019.117249 ↗
33. 10.1002/admi.20190013210.1002/admi.201900132 ↗
34. 10.1002/chem.20160605610.1002/chem.201606056 ↗
35. 10.1021/acsami.6b0858110.1021/acsami.6b08581 ↗
36. 10.1002/anie.20181163810.1002/anie.201811638 ↗
37. 10.1038/nmat450910.1038/nmat4509 ↗
38. 10.1021/jacs.8b0831610.1021/jacs.8b08316 ↗
39. 10.1021/ic902208510.1021/ic9022085 ↗
40. 10.1039/C9CS00322C10.1039/C9CS00322C ↗
41. 10.1002/cssc.20170051910.1002/cssc.201700519 ↗
42. 10.1039/c0cc04734a10.1039/c0cc04734a ↗
43. 10.1016/j.micromeso.2013.05.01510.1016/j.micromeso.2013.05.015 ↗
44. 10.1021/acsami.5b1268410.1021/acsami.5b12684 ↗
45. 10.1016/j.memsci.2016.05.05610.1016/j.memsci.2016.05.056 ↗
46. 10.1002/anie.20150921310.1002/anie.201509213 ↗
47. 10.1039/C6CC07709A10.1039/C6CC07709A ↗
48. 10.1039/C6TA09570D10.1039/C6TA09570D ↗
49. 10.1021/acsami.7b0162110.1021/acsami.7b01621 ↗
50. 10.1039/C7NJ00525C10.1039/C7NJ00525C ↗
51. 10.1021/acsami.8b0288610.1021/acsami.8b02886 ↗
52. 10.1021/jacs.6b0255310.1021/jacs.6b02553 ↗
53. 10.1039/C8EE03651A10.1039/C8EE03651A ↗
54. 10.1002/aenm.20180205210.1002/aenm.201802052 ↗
55. 10.1002/anie.20150186210.1002/anie.201501862 ↗
56. 10.1002/anie.20130564810.1002/anie.201305648 ↗
57. 10.1021/ja512951e10.1021/ja512951e ↗
58. 10.1021/ja307953m10.1021/ja307953m ↗
59. 10.1002/adfm.20150225310.1002/adfm.201502253 ↗
60. 10.1021/nn507178a10.1021/nn507178a ↗
61. 10.1038/nenergy.2016.9410.1038/nenergy.2016.94 ↗
62. 10.1002/aenm.20180213010.1002/aenm.201802130 ↗
63. 10.1039/C7SC00668C10.1039/C7SC00668C ↗
64. 10.1021/acs.macromol.0c0176110.1021/acs.macromol.0c01761 ↗
65. 10.1002/admi.20190200710.1002/admi.201902007 ↗
66. 10.3390/polym1107110710.3390/polym11071107 ↗
67. 10.1016/j.jcis.2018.08.10410.1016/j.jcis.2018.08.104 ↗
68. 10.1016/j.memsci.2019.05.03410.1016/j.memsci.2019.05.034 ↗
69. 10.1016/j.memsci.2017.10.05010.1016/j.memsci.2017.10.050 ↗
70. 10.1039/C8TA08967A10.1039/C8TA08967A ↗
71. 10.1021/acs.macromol.6b0256910.1021/acs.macromol.6b02569 ↗
72. 10.1021/acs.macromol.6b0235510.1021/acs.macromol.6b02355 ↗
73. 10.1016/j.memsci.2017.09.05110.1016/j.memsci.2017.09.051 ↗
74. 10.1016/j.reactfunctpolym.2003.10.00110.1016/j.reactfunctpolym.2003.10.001 ↗
75. 10.1016/j.polymer.2008.06.04810.1016/j.polymer.2008.06.048 ↗
76. 10.1021/acs.macromol.8b0019410.1021/acs.macromol.8b00194 ↗
77. 10.1016/j.memsci.2018.11.05010.1016/j.memsci.2018.11.050 ↗
78. 10.1021/acs.chemrev.6b0058610.1021/acs.chemrev.6b00586 ↗
79. 10.1016/j.memsci.2017.12.04410.1016/j.memsci.2017.12.044 ↗
80. 10.1039/D0TA11011F10.1039/D0TA11011F ↗
81. 10.1021/acs.iecr.8b0244610.1021/acs.iecr.8b02446 ↗
82. 10.1039/C7EE02468A10.1039/C7EE02468A ↗
83. 10.1039/C6PY02213H10.1039/C6PY02213H ↗
84. Kwon S. · Electrochim. Acta · 2018 · 375 · 421
85. 10.1021/acssuschemeng.0c0383310.1021/acssuschemeng.0c03833 ↗
86. 10.1016/j.memsci.2020.11790810.1016/j.memsci.2020.117908 ↗
87. 10.1021/acs.langmuir.5b0464510.1021/acs.langmuir.5b04645 ↗
88. 10.1016/S1369-7021(10)70082-110.1016/S1369-7021(10)70082-1 ↗
89. 10.1038/nature1401510.1038/nature14015 ↗
90. 10.1021/acsami.7b1307610.1021/acsami.7b13076 ↗
91. 10.1039/C5TA00182J10.1039/C5TA00182J ↗
92. 10.1016/j.memsci.2019.11777610.1016/j.memsci.2019.117776 ↗
93. 10.1021/acs.langmuir.8b0166610.1021/acs.langmuir.8b01666 ↗
94. 10.1515/revce-2016-006510.1515/revce-2016-0065 ↗
95. 10.1016/j.jpowsour.2018.05.01310.1016/j.jpowsour.2018.05.013 ↗
96. 10.1016/j.seppur.2018.04.01610.1016/j.seppur.2018.04.016 ↗
97. 10.1016/j.memsci.2017.04.05810.1016/j.memsci.2017.04.058 ↗
98. 10.1002/adma.20060108610.1002/adma.200601086 ↗
99. 10.1016/j.memsci.2014.09.04110.1016/j.memsci.2014.09.041 ↗
100. 10.1016/j.electacta.2017.02.09710.1016/j.electacta.2017.02.097 ↗