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Size‐Based Cationic Molecular Sieving through Solid‐State Nanochannels

Ali, Mubarak ; Nasir, Saima ; Froehlich, Kristina ; Ramirez, Patricio ; Cervera, Javier ; Mafe, Salvador ; Ensinger, Wolfgang (2023)
Size‐Based Cationic Molecular Sieving through Solid‐State Nanochannels.
In: Advanced Materials Interfaces, 2021, 8 (6)
doi: 10.26083/tuprints-00020146
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

The molecular sieving behavior of soft‐etched polyimide membranes having negatively charged nanochannels is described experimentally and theoretically using alkali metal–crown ether cationic complexes and alkylammonium cations. To this end, the electrical conduction and current rectification obtained with different alkali electrolyte solutions (LiCl, NaCl, and KCl) and crown ether molecules (12‐crown‐4, 15‐crown‐5, and 18‐crown‐6) are studied. The results suggest that only the [Li(12C4)]⁺ complex can readily permeate through the nanochannels because significant current decreases are obtained in the cases of the [Na(15C5)]⁺ and [K(18C6)]⁺ complexes. In solutions of organic cations ranging from ammonium (NH₄⁺) to alkylammonium (R₄N⁺) with increasing molecular size, only the smaller ions can conduct high electric currents, suggesting again that the membrane channels are in the nanometer range. Taken together, the observed current decreases and rectification phenomena demonstrate that the functionalized membranes allow a versatile combination of molecular and electrostatic sieving.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Ali, Mubarak ; Nasir, Saima ; Froehlich, Kristina ; Ramirez, Patricio ; Cervera, Javier ; Mafe, Salvador ; Ensinger, Wolfgang
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Size‐Based Cationic Molecular Sieving through Solid‐State Nanochannels
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 22 Dezember 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2021
Ort der Erstveröffentlichung: Weinheim
Verlag: Wiley-VCH
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Advanced Materials Interfaces
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 8
(Heft-)Nummer: 6
Kollation: 10 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00020146
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20146
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

The molecular sieving behavior of soft‐etched polyimide membranes having negatively charged nanochannels is described experimentally and theoretically using alkali metal–crown ether cationic complexes and alkylammonium cations. To this end, the electrical conduction and current rectification obtained with different alkali electrolyte solutions (LiCl, NaCl, and KCl) and crown ether molecules (12‐crown‐4, 15‐crown‐5, and 18‐crown‐6) are studied. The results suggest that only the [Li(12C4)]⁺ complex can readily permeate through the nanochannels because significant current decreases are obtained in the cases of the [Na(15C5)]⁺ and [K(18C6)]⁺ complexes. In solutions of organic cations ranging from ammonium (NH₄⁺) to alkylammonium (R₄N⁺) with increasing molecular size, only the smaller ions can conduct high electric currents, suggesting again that the membrane channels are in the nanometer range. Taken together, the observed current decreases and rectification phenomena demonstrate that the functionalized membranes allow a versatile combination of molecular and electrostatic sieving.

Freie Schlagworte: alkylammonium cations, ionic conduction, metal ion‐crown ether complexes, molecular sieving, polyimide membranes
ID-Nummer: 2001766
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-201460
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialanalytik
Interdisziplinäre Forschungsprojekte
Interdisziplinäre Forschungsprojekte > Centre for Synthetic Biology
Hinterlegungsdatum: 22 Dez 2023 13:25
Letzte Änderung: 28 Dez 2023 07:24
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