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  近日，哈爾濱工業大學化工與化學學院教授、城市水資源與水環境國家重點實驗室成員邵路團隊在碳捕集以及水處理膜領域取得系列成果，以唯一通訊作者兩個月內連續發表三篇頂刊!

1.“上天”的“膜”法：多酚焊接助力高效氣體分離

  邵路教授團隊在該工作中率先提出多酚分子焊接策略完美結合了有機聚合物和無機多孔材料的優勢，實現對聚合物鏈、金屬有機框架結構以及兩相界面的精準調控。多酚的特殊粘附性導致自具微孔聚合物鏈的僵化以及堆積密度的增加，提高其篩分能力；中空的金屬有機框架結構減少其傳質阻力，改善氣體滲透性。不同的結構特點互相協同，打破傳統聚合物材料中氣體滲透性與選擇性此消彼長的限制。相關論文《多功能多酚焊接推動高效膜法碳捕集》（Boosting Membrane Carbon Capture via Multifaceted Polyphenol-mediated Soldering）發表在《自然通訊》（Nature Communications）上。

基于多酚分子焊接策略的新型碳捕集膜合成示意圖

  原文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-023-37479-9 

2.“入地”的“膜”法：雙機理驅動高性能氧化石墨烯復合膜

  水資源短缺是危及人類社會安全，制約人類社會可持續發展的世界性難題。開發高效水處理用分離膜材料，實現地表淡水的循環利用是緩解這一重大危機的關鍵性舉措之一。二維材料氧化石墨烯（GO）組裝形成的分離膜具備區別于傳統分離膜的高效傳質/分離通道結構，有望突破目前的分離膜滲透選擇性上限，是構筑下一代高性能分離膜的理想材料。然而，氧化石墨烯膜較差的離子選擇性和水中穩定性一直是制約其走向實際應用的關鍵性難題。

雙機理驅動氧化石墨烯框架膜制備及分離原理示意圖

  論文鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302931 

3.“下海”的“膜”法：新型“主動抗污染”油水分離膜

  海上原油泄漏和工業含油廢液排放對生態系統和人類健康構成重大威脅，并嚴重破壞全球水-食物-能源鏈條。合成制備超親水和水下超疏油高性能分離材料是實現油水分離的有效策略，并已在含油廢水處理中得到應用。其分離原理主要依靠材料具有超親水性，水可以順利通過材料內部的孔隙結構，在材料表面形成水化層，防止油通過。微孔和高比表面積所產生的毛細力可以產生破乳作用，有利于乳液與水分離。然而，現有的親水改性方法雖然能夠賦予分離膜一定程度的抗污染性能，但依然無法實現抗高粘性原油和原油水乳液的高效分離問題。其根本原因在于，傳統的“被動抗污染”機理難以實現膜表面厚實穩定的水合層以及在油分子與膜表面足夠的空間位阻，因此不足以產生抵御高粘性原油污染的能力。

分離膜抗油污染機理示意圖

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38419-3