近日,鄭州大學化工學院張亞濤教授課題組在納濾膜領域取得新進展,相關成果以“Microporous organic nanotube assisted design of high performance nanofiltration membranes”為題發表于國際著名期刊《Nature Communications》上,并入選該期刊主頁的“Featured Image”,鄭州大學化工學院為第一作者及通訊作者單位,2019級博士生韓雙喬為第一作者,張亞濤教授、朱軍勇副教授和耶魯大學Menachem Elimelech教授為共同通訊作者。
微孔有機納米管(MON)因其具有高微孔率、可定制的化學結構和良好的聚合物親和力等特性,有望用于構建高滲透納濾膜。研究團隊報道了一種利用COF衍生MON(NT-OEt)作為中間層調控界面聚合(IP)的新策略,用以構建高孔隙薄層納米復合膜。研究表明引入多孔互穿的NT-OEt層能夠富集二胺單體和延緩IP過程中的單體擴散速率,促使制備的聚酰胺薄膜具有條紋狀圖靈結構及納米級厚度。與傳統的聚酰胺膜相比,MON改性膜表現出更高的親水性、粗糙度和負電荷密度。此外,實驗數據和分子動力學模擬結果表明NT-OEt的引入增強了納濾膜的孔徑和自由體積。這些綜合的理化特性使N-TFN膜具有優異的水滲透系數(41.7L m?2 h?1 bar?1)、良好的硼/磷去除率及Cl?/ SO42?選擇性,超過了多數報道的納濾膜性能。這種MONs調節界面聚合策略為構建高通量納濾膜提供了有用的指引,對快速精準分離用微孔膜材料的設計和制備具有重要意義。
該研究得到了國家自然科學基金、河南省杰出青年科學基金和中國博士后面上項目的資助。
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