一种接近理论极限的超小孔道膜，可实现原子级离子分离

制备分子截留尺寸与理论孔径匹配的共价有机框架(COF)膜，对实现选择性埃尺度水相分离至关重要。本文报道了一种双调控界面聚合策略，通过在两相中分别使用布朗斯特酸和有机碱来同步控制聚合反应和自修复过程，制备出孔径接近理论值的COF膜。分子模拟（单体扩散）和液相色谱-质谱（成分追踪）为该策略提供了支持。双调控COF膜在单盐实验中对K+/Mg2+的选择性达267，在二元体系中的实际选择性为234，较单相调控膜的单/二价阳离子分离性能提高了三倍。此外，通过分子动力学模拟，阐明了水合单价和二价阳离子在受限空腔内的非俘获和俘获传输机制。这项工作为COF膜的制备提供了新方法，并推动其在水净化和资源回收精准筛分中的应用。