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CEJ|面向苛刻环境的化学稳定型聚合物纳滤膜:渗透性极限、增强策略与权衡
化学稳定型聚合物纳滤(NF)膜专为强酸、强碱、氧化性环境及有机溶剂等苛刻化学环境设计,已成为挑战性工业分离领域的前沿技术。尽管与传统聚酰胺纳滤膜相比,这些膜在化学稳定性方面实现了显著提升,但其实际应用仍受限于固有的低渗透性和有限的运行通量。这一根本缺陷通常需要提高操作压力来弥补,导致能耗和资本成本增加,从而阻碍了其大规模工业部署。
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2026
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Nat. Water: 3D打印沸石纳米片膜实现空气取水
在全球水资源紧缺加剧的背景下,从空气中获取水资源成为重要方向。吸附式空气取水因其不受地域与时间限制的优势,被认为是解决淡水短缺的潜在方案。然而,该技术面临一个长期瓶颈:材料性能强,但器件效率低。尽管吸附剂粉末具有较高吸水能力,但在实际应用中通常以块体或颗粒形式堆积,导致蒸汽传输路径曲折、扩散阻力大,吸附–脱附动力学显著下降,从而限制整体产水效率。因此,如何实现从“材料性能”到“器件性能”的有效转化成为关键。
Nat. Commun.: ZIF-8膜破解电子级丙烯“最后一公里”
电子级丙烯(C₃H₆)是半导体制造中的关键原料,其纯度要求高(≥99.99%)。然而,从聚合级丙烯中去除痕量丙烷(C₃H₈)(~3000 ppm)*困难,主要依赖低温精馏完成:高压 + 超低温 → 能耗高、流程复杂。尤其是在“深度脱重”过程中,往往需要多级精馏或与吸附/萃取耦合,导致成本高、效率低。因此,开发更*、更低能耗的分离技术成为关键。
Nature子刊!基于调控阴离子交换膜结构的阳极增压水电解技术研究!
该研究开发了一种具有调制纳米多孔结构的喹啶鎓官能化膜,并利用其与阳极到阴极压力梯度调控配置的协同作用。通过促进H₂O在相互连通的亲水性纳米通道中的渗透,采用NiFe阳极在2 V和90°C下实现了11.2 A·cm⁻²的性能,同时足够的膜坚固性和耐久性使其能够在1 A·cm⁻²下运行2000小时,且衰减抑制在< 1 μV·h⁻¹。缩窄的(1–2 nm)气体通道与施加的压力梯度相协调,以减轻H₂交叉,提高了对各种静态-动态场景的适应性。
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CEJ|通过富氟微环境构建抗粘附纳滤膜实现微污染物去除
纳滤技术去除多种有机微污染物(OMPs)仍具挑战性,原因在于传统尺寸筛分和电荷筛分机制存在固有局限性,尤其对中性和低分子量物种效果不佳。本研究通过构建聚酰胺层内的富氟微环境引入抗粘附机制以提升分离性能。在温和条件下合成了一种新型氟化聚乙烯亚胺(F-PEI)单体,并将其用于界面聚合。
JMS: 用“天然分子”调反应,超光滑COF膜实现抗污染分离
在染料/盐混合废水处理等复杂分离体系中,膜材料需要同时具备高选择性、高通量与抗污染能力。共价有机框架(COF)因其规则孔结构被认为是理想候选,但其实际应用面临一个核心难题:聚合反应不可控,导致结构无序与易污染。传统Schiff碱反应过程中,反应速率与界面传质难以调节,往往形成粗糙表面与不均一孔道结构,不仅削弱筛分性能,还容易引发污染物吸附沉积。同时,现有调控策略多依赖单一机制或化学添加剂,难以兼顾结构精度与绿色可持续性。