浙江师大林红军课题组：在高性能分离膜研究领域取得新进展

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近日，膜技术领域顶级期刊Journal of Membrane Science (SCI一区)接连发表了浙师大地环学院林红军教授课题组两篇分别题为“Plant polyphenol intermediated metal-organic framework (MOF) membranes for efficient desalination”和“A novel strategy based on magnetic field assisted preparation of magnetic and photocatalytic membranes with improved performance”的研究论文，该研究对于发展高性能分离膜具有重要意义。

金属有机骨架（MOFs）材料作为一种有序多孔晶态材料在膜分离领域展现了巨大的应用潜力。表面惰性的基膜无法为MOFs异相成核提供足够的结合位点，往往会导致异相成核密度低，MOFs膜中产生明显的晶粒间隙缺陷，降低膜的选择性。

针对上述问题，课题组创新性地提出利用植物多酚单宁酸（TA）涂层作为过渡层合成MOFs膜的策略，并成功制备获得了无明显晶粒间隙的ZIF-8膜。纳滤测试表明，该膜的渗透性和选择性均大幅优于没有TA作为过渡层的对照膜，纯水通量达到3.6 L m⁻²  h⁻¹ bar⁻¹，对Na₂SO₄截留率达到92.2%。

论文要点：1、采用单宁酸层作为ZIF-8膜的中间层；2、单宁酸层能增加ZIF-8异质成核；3、合成了一种均匀且相互生长的ZIF-8膜；4、单宁酸改性增强了溶液的渗透性和抗盐性；5、它是少数具有二价离子排斥性高于90%的MOFs膜之一。

膜污染问题是膜技术领域急待解决的优先课题，制备抗污染膜是解决这一问题的重要途径。针对一般有机超滤膜抗污染性较差的问题，课题组发展了如下共混改性的制备策略，即首先通过原位还原反应制备磁性Ni-ZnO颗粒（NZPs），并将之与聚偏氟乙烯（PVDF）铸膜液共混铺展，然后通过磁力作用将NZPs吸引到聚偏二氟乙烯（PVDF）膜表面后相分离制膜。与初始的PVDF膜相比，PVDF-NZPs复合膜表现出磁性、光催化性能和更优异的抗污染性能。

论文要点：1、提出了一种制备磁性光催化膜的新方法；2、采用原位还原反应制备了磁性NZPs网络；3、PVDF-NZPs膜具有良好的磁性、光催化性能和防污性能；4、PVDF-NZPs膜具有较高的纯水通量和较高的通量回收率；5、增强的亲水性和光催化性能提高了膜的性能。

林红军课题组的申利国博士和徐艳超博士分别为两篇论文的通讯和第一作者，林红军教授为联合通讯作者。该成果得到国家自然科学基金和浙江省“万人计划”人才项目的资助。林红军课题组近年来在膜法水处理领域进行了大量深入研究，发表了100多篇国际公认顶级或重要期刊论文，被引用7600余次（Google）。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118726https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118378
来源：浙江师范大学

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