近日，我院青年教师尤慧博士与日本北陆先端科学技术大学院大学Toshiaki Taniike教授合作，在国际分离和纯化领域权威期刊、中国科学院一区TOP期刊《Separation and Purification Technology》（分离纯化技术）上发表了题为“Achieving a Balance between Permeability and Selectivity in a ZIF-8-matrix Nanocomposite Membrane for Desalination”的学术论文。论文第一作者兼通讯作者为尤慧博士，广西民族大学为该论文第一完成单位，该研究工作得到了广西民族大学引进人才科研启动基金的资助。

图1 Separation and Purification Technology 351 (2024) 128126

论文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586624018653

附：论文简介

海水淡化技术，作为一种水资源的开源增量技术，已成为全球应对淡水资源短缺问题的关键策略之一。在众多的海水淡化工艺中，膜分离技术因其高效性、低能耗特性以及操作的简便性等，正受到科研界的广泛关注和深入研究。目前，合成膜面临的主要挑战在于难以在性能上实现最佳平衡：一方面，高渗透性的膜通常缺乏足够的选择性；另一方面，具备良好选择性的膜又往往渗透性不足。

针对上述问题，该论文报道了一种以多孔纳米粒子——金属有机框架（MOFs）为主要基体的新型MOF/聚合物混合膜，通过增加传输通道来提高分离膜的海水淡化效率。这项研究首次报道了用配体交换法制备羧基功能化的沸石咪唑骨架-8（ZIF-8）纳米粒子，并利用聚乙烯亚胺对带羧基的ZIF-8纳米粒子的进行表面氨基功能化，然后使用均苯三甲酰氯作为交联剂，通过受限界面聚合将其交联到分离膜的选择层中，从而制备出一种以ZIF-8纳米粒子为主基质的新型纳米复合膜，ZIF-8纳米粒子在选择层中的含量高达约70 wt%。由于增加了大量的传输通道，使分离膜在海水淡化方面具有极佳的渗透性（＞ 43.6 LMH bar^-1），是大多数已报道膜的几倍。同时，由于在界面聚合过程中形成的聚酰胺碎片填补了ZIF-8纳米粒子之间的缺陷，从而保持了相当高的盐离子排斥率。该策略为平衡分离膜在海水淡化应用中的选择性和渗透性提供了新的思路。（初审：玄濮睿，复审：雷炳新，终审：黄仲品）

图2 ZIF-8混合基质膜及其工作示意图