离子交换膜 (IEM) 用于水、能源和环境方面的众多成熟、新兴和新兴应用。本文回顾了五种不同类型的 IEM 选择性，即电荷、价数、特定离子、离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性。批判性地分析了通过 IEM 中传输的吸附和迁移机制来提高选择性的技术途径。由于控制传输的基本原理，通过调整膜结构和化学特性来提高选择性的努力几乎总是伴随着所需离子渗透性的下降。抑制溶剂和中性物质的不希望的交叉对于实现几种技术的实际实施至关重要，包括生物电化学系统、高盐电渗析脱盐、燃料电池和氧化还原液流电池，但与离子/离子选择性相比，离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性的研究相对较少。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。高盐电渗析脱盐、燃料电池和氧化还原液流电池，但与离子/离子选择性相比，离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性的研究相对不足。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。高盐电渗析脱盐、燃料电池和氧化还原液流电池，但与离子/离子选择性相比，离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性的研究相对不足。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。但与离子/离子选择性相比，离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性的研究相对较少。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。但与离子/离子选择性相比，离子/溶剂和离子/不带电溶质选择性的研究相对较少。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。加深对传输现象的基本理解，特别是支撑结构-性能-性能关系的因素，对于指导更具选择性的 IEM 的知情发展至关重要。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。材料和膜设计的创新提供了利用离子识别机制的机会，这些机制与传统的 IEM 完全不同，并可能背离假定的渗透率 - 选择性权衡。IEM 选择性的进步有助于满足水、能源和环境挑战的水分离需求。

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Ion-exchange membranes (IEMs) are utilized in numerous established, emergent, and emerging applications for water, energy, and the environment. This article reviews the five different types of IEM selectivity, namely charge, valence, specific ion, ion/solvent, and ion/uncharged solute selectivities. Technological pathways to advance the selectivities through the sorption and migration mechanisms of transport in IEM are critically analyzed. Because of the underlying principles governing transport, efforts to enhance selectivity by tuning the membrane structural and chemical properties are almost always accompanied by a concomitant decline in permeability of the desired ion. Suppressing the undesired crossover of solvent and neutral species is crucial to realize the practical implementation of several technologies, including bioelectrochemical systems, hypersaline electrodialysis desalination, fuel cells, and redox flow batteries, but the ion/solvent and ion/uncharged solute selectivities are relatively understudied, compared to the ion/ion selectivities. Deepening fundamental understanding of the transport phenomena, specifically the factors underpinning structure-property-performance relationships, will be vital to guide the informed development of more selective IEMs. Innovations in material and membrane design offer opportunities to utilize ion discrimination mechanisms that are radically different from conventional IEMs and potentially depart from the putative permeability-selectivity tradeoff. Advancements in IEM selectivity can contribute to meeting the aqueous separation needs of water, energy, and environmental challenges.