세라믹 양이온 교환 물질

실리카-기반 세라믹을 포함하는 양이온 교환 막 및 물질, 및 관련 방법이 제공된다. 일부 양태에서, 다공성 지지 막 상에 및/또는 내에 코팅을 형성하는 실리카-기반 세라믹을 포함하는 양이온 교환 막이 기재된다. 양이온 교환 막 및 물질은 특정 구조적 또는 화학적 특성(예를 들어 공극 크기/분포, 화학적 기능화)을 가지며, 이는 단독으로 또는 조합되어 막/물질을 통한 양으로 하전된 이온의 선택적 수송이 필요한 임의의 다양한 용도에서 유리한 성능 특징을 야기할 수 있다. 일부 실시양태에서, 실리카-기반 세라믹은 비교적 작은 공극(예를 들어 실질적으로 구형인 나노 공극)을 함유하고, 이는 일부 상기 유리한 특성에 기여할 수 있다. 일부 실시양태에서, 양이온 교환 막 또는 물질은 실리카-기반 세라믹에 공유결합된 설포네이트 및/또는 설폰산 기를 포함한다. Cation exchange membranes and materials including silica-based ceramics, and associated methods, are provided. In some aspects, cation exchange membranes that include a silica-based ceramic that forms a coating on and/or within a porous support membrane are described. The cation exchange membranes and materials may have certain structural or chemical attributes (e.g., pore size/distribution, chemical functionalization) that, alone or in combination, can result in advantageous performance characteristics in any of a variety of applications for which selective transport of positively charged ions through membranes/materials is desired. In some embodiments, the silica-based ceramic contains relatively small pores (e.g., substantially spherical nanopores) that may contribute to some such advantageous properties. In some embodiments, the cation exchange membrane or material includes sulfonate and/or sulfonic acid groups covalently bound to the silica-based ceramic.