《J. Mater. Chem. A》：仿生静电复合策略构筑还原氧化石墨烯/共价有机框架纳米片复合纳滤膜

Bionic inspired electrostatic-complexed reduced graphene oxide/covalent organic framework nanosheets for high-performance nanofiltration membranes

Leyao Liu, Qianqian Lan*, Luzheng Peng, Xiangmiao Zhu, Wenlong Liu, Jianghao Bai, Yan Lv, Zhenyu Wang, Tianxi Liu*

J. Mater. Chem. A. 2025, DOI: 10.1039/D4TA08805K

膜分离技术具有分离效率高、成本效益高和能源效率高等优点，已成为应对全球水资源短缺挑战的有效解决方案。基于海水、废水等生产优质淡水，去除有机污染物和可溶性盐的纳滤膜是不可或缺的。为此，具有高通量和高分离精度的耐用纳滤膜材料及其孔隙结构设计一直备受关注。还原氧化石墨烯（rGO）膜因其稳定的亚纳米级层间通道而在纳滤中显示出巨大潜力，然而，其狭窄曲折的传质路径导致通量较低。目前常用插层法提高通量，但通常会削弱层间相互作用并扩大层间通道，从而导致选择性和稳定性劣化。

基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组受沙堡蠕虫启发，提出了仿生静电复合策略，构建了具有高渗透性、高选择性和高稳定性的还原氧化石墨烯/共价有机框架纳米片（rGO/CON）复合纳滤膜。在大孔基底上真空抽滤负电性rGO和正电性CONs的混合分散液，干燥后即可得到rGO/CON复合纳滤膜。CONs通过固有的面内孔提供额外的短传输路径，并通过与rGO形成静电复合网络来稳定和分隔rGO的层间通道，实现了快速跨膜水传输和精密物质分离。同时，rGO/CON复合纳滤膜在复杂环境下（如酸性/碱性条件和长期操作）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。

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