《ACS Appl. Mater. Interfaces》：化学键合氧化石墨烯/共价有机框架层状膜实现快速稳定脱盐

Chemically bonded graphene oxide/covalent organic framework nanosheets as robust membranes for fast desalination

 Leyao Liu, Luzheng Peng, Wenlong Liu, Jianghao Bai, Yvfei Yang, Yvjie Hu, Yan Lv, Qianqian Lan*, Tianxi Liu*

ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, DOI: 10.1021/acsami.4c16773

随着工业持续发展、极端天气频发、环境污染加剧和人口不断增长，水资源短缺日益严重。因此，亟需开发先进的水处理技术来生产淡水。膜分离技术因其分离效率高、能耗低、维护方便等独特优势而备受关注。氧化石墨烯(GO)因其单原子厚度和良好的可加工性而被广泛用于制备二维层状分离膜。然而，由于曲折的水传输路径和过度的溶胀效应，较难获得同时具有高渗透性、高选择性和优异稳定性的GO膜。

基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组提出了化学键合的策略，构建了具有高渗透性、离子选择性和稳定性的GO基层状膜。首先在大孔基底上组装GO和共价有机框架纳米片(CONs)的混合分散液，随后热处理使纳米片之间形成酰胺键，即可得到化学键合的c-GO/CON层状膜。CONs通过固有的面内孔提供额外的短传输路径，并通过与GO形成化学键合网络来构建稳定的窄层间通道，实现了快速的跨膜水传输和优异的脱盐性能。此外，所制备的c-GO/CON膜在复杂环境下(例如酸性/碱性条件、高压、浓盐水和长期操作)的分离过程中表现出优异的稳定性。该研究为制备高性能石墨烯基纳滤膜提供了新的思路。

本论文第一作者为2023级博士生刘乐遥，通讯作者为兰倩倩副研究员和刘天西教授。

论文连接：https://doi.org/10.1021/acsami.4c16773