本发明专利技术提供了一种基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，采用超组装策略制备得到多层三明治结构的介孔碳/阳极氧化铝/介孔硅(MC/AAO/MS)纳米通道膜，之后将其夹在两室电导池之间，两室电导池中加入浓度相同的同种电解质溶液，离子的存储过程通过在MC/AAO/MS纳米通道膜两侧施加电压实现，离子的释放过程通过撤出MC/AAO/MS纳米通道膜两侧电压实现。MC/AAO/MS纳米通道膜呈现出非对称的类二极管的离子传输行为，具有两层阳离子选择性层，呈现出增强的阳离子选择性。MC/AAO/MS纳米通道膜应用在离子存储与释放中时具有优越的离子存储与释放性能，可以实现较长时间的离子释放，因此在能源转换领域和离子存储与释放领域具有潜在的应用价值。离子存储与释放领域具有潜在的应用价值。离子存储与释放领域具有潜在的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用
[0001]本专利技术属于纳米通道离子传输
，具体涉及一种基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用。
技术介绍
[0002]电鳗的细胞膜中存在多个离子通道阵列，当受到外界刺激或者猎物的时候，其可以通过控制离子通道的开关将离子存储到细胞中，产生高的电势差，之后将产生的电势用于威胁物或者是猎物，从而起到自我保护和防御的作用。在该过程中，离子的存储与释放起到了重要的作用。为了模拟电鳗的该行为，各种纳米通道被广泛设计用于研究此过程。其中，离子选择性是至关重要的，他是保证单种离子传输和产生电势差的前提，另外确保离子的缓慢释放是延长存储电能释放的关键。因此对于离子存储与释放领域，首先要确保纳米通道具有优越的离子选择性，另外就是要实现离子的缓慢释放，从而有利用价值。
[0003]目前针对于离子存储与释放的研究存在着一定的限制，因为现有技术的纳米通道结构很难完成离子的存储过程和离子的缓慢释放。
技术实现思路
[0004]为解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：
[0006]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，其特征在于，MC/AAO/MS纳米通道膜作为离子存储与释放膜用于离子存储与释放，其中MC/AAO/MS纳米通道膜是基于超组装策略制备得到的多层三明治结构的介孔碳/阳极氧化铝/介孔硅纳米通道膜，AAO大的通道更有利于大量离子的存储，具有小尺寸通道的介孔碳以及介孔硅主要是负责选择性的离子传输，起到门控作用。
[0007]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，MC/AAO/MS纳米通道膜被夹在两室电导池之间，离子的存储过程通过在MC/AAO/MS纳米通道膜两侧施加电压实现，离子的释放过程通过撤出MC/AAO/MS纳米通道膜两侧电压实现。
[0008]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，两室电导池中加入浓度相同的同种电解质溶液。
[0009]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，两室电导池中均加入10
‑4M的KCl电解质溶液。
[0010]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，在MC/AAO/MS纳米通道膜两侧施加的电压为+2V。
[0011]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的
应用，还可以具有这样的技术特征，其中，MC/AAO/MS纳米通道膜的制备方法为：步骤S1，配置介孔碳前驱体溶液；步骤S2，配制介孔硅前驱体溶液；步骤S3，对阳极氧化铝进行双面堵孔，得到双面堵孔阳极氧化铝；步骤S4，将双面堵孔阳极氧化铝的两侧表面刮涂干净，清洗剂清洗得到具有干净表面的双面堵孔阳极氧化铝；步骤S5，分别在双面堵孔阳极氧化铝的干净两面旋涂介孔碳前驱体溶液和介孔硅前驱体溶液，得到多层三明治结构膜；步骤S6，将多层三明治结构膜进行煅烧，即得MC/AAO/MS纳米通道膜。
[0012]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，MC/AAO/MS纳米通道膜呈现出非对称的类二极管的离子传输行为。
[0013]本专利技术提供的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，还可以具有这样的技术特征，MC/AAO/MS纳米通道膜具有两层阳离子选择性层，呈现出增强的阳离子选择性，离子的最佳传输方向是从MC一侧传输到MS一侧。
[0014]专利技术的作用与效果
[0015]由于本专利技术是将基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜应用在离子存储与释放中，MC/AAO/MS纳米通道膜作为离子存储与释放膜用于离子存储与释放，其中，MC/AAO/MS纳米通道膜为采用超组装策略制备得到的多层三明治结构的介孔碳/阳极氧化铝/介孔硅纳米通道膜。MC/AAO/MS纳米通道膜被夹在两室电导池之间，离子的存储过程通过在MC/AAO/MS纳米通道膜两侧施加电压实现，离子的释放过程通过撤出MC/AAO/MS纳米通道膜两侧电压实现。
[0016]因此本专利技术的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，相较于现有技术，具有以下优势：
[0017]1、MC/AAO/MS纳米通道膜呈现出非对称的类二极管的离子传输行为，整流比最高可达到1.94；
[0018]2、MC/AAO/MS纳米通道膜具有两层阳离子选择性层，呈现出增强的阳离子选择性，离子的最佳传输方向是从MC一侧传输到MS一侧；
[0019]3、MC/AAO/MS纳米通道膜独特的多层三明治结构，赋予了其优越的离子存储与释放性能，相比较于其他双组份异质结膜，MC/AAO/MS纳米通道膜可以实现更长时间的离子释放。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例的MC/AAO/MS纳米通道膜的离子传输性能测试图。其中图1(a)是MC/AAO/MS纳米通道膜钾离子传输的I
‑
V图；图1(b)是MC/AAO/MS纳米通道膜钾离子传输在不同浓度下的整流比；图1(c)是MC/AAO/MS纳米通道膜钾离子传输在不同浓度下的电导；图1(d)是MC/AAO/MS纳米通道膜钠离子传输的I
‑
V图。
[0021]图2是本专利技术实施例的MC/AAO/MS纳米通道膜的离子选择性测试图。其中，图2(a)是MC/AAO/MS纳米通道膜的离子选择性测试示意图；图2(b)是MC/AAO/MS纳米通道膜的离子选择性测试结果图。
[0022]图3是本专利技术实施例的MC/AAO/MS纳米通道膜应用在离子存储与释放中的结构示意图。
[0023]图4是本专利技术实施例的MC/AAO/MS纳米通道膜与异质结膜MC/AAO和MS/AAO应用在离子存储与释放中的在9个循环下的离子存储与释放性能图。其中，图4(a)是异质结膜MC/AAO在9个循环下的离子存储与释放性能图；图4(b)是异质结膜MS/AAO在9个循环下的离子存储与释放性能图；图4(c)是MC/AAO/MS纳米通道膜在9个循环下的离子存储与释放性能图。
[0024]图5是本专利技术实施例的MC/AAO/MS纳米通道膜与异质结膜MC/AAO和MS/AAO应用在离子存储与释放中的在1个循环下的离子存储与释放性能图。其中，图5(a)是异质结膜MC/AAO在1个循环下的离子存储与释放性能图；图5(b)是异质结膜MS/AAO在1个循环下的离子存储与释放性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，其特征在于，MC/AAO/MS纳米通道膜作为离子存储与释放膜用于离子存储与释放，其中MC/AAO/MS纳米通道膜是基于超组装策略制备得到的多层三明治结构的介孔碳/阳极氧化铝/介孔硅纳米通道膜，AAO大的通道更有利于大量离子的存储，具有小尺寸通道的介孔碳以及介孔硅主要是负责选择性的离子传输，起到门控作用。2.根据权利要求1所述的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，其特征在于，所述MC/AAO/MS纳米通道膜被夹在两室电导池之间，离子的存储过程通过在所述MC/AAO/MS纳米通道膜两侧施加电压实现，离子的释放过程通过撤出所述MC/AAO/MS纳米通道膜两侧电压实现。3.根据权利要求2所述的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，其特征在于，所述两室电导池中加入浓度相同的同种电解质溶液。4.根据权利要求3所述的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放的应用，其特征在于，所述两室电导池中均加入10
‑4M的KCl电解质溶液。5.根据权利要求2所述的基于超组装策略得到的MC/AAO/MS纳米通道膜在离子存储与释放...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔彪，周姗，曾洁，谢磊，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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