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JMS:分子焊接界面工程制备用于超快分子筛分的共价有机框架膜
共价有机框架(COF)基膜因其规整的纳米孔道、可调控的孔径以及高的比表面积,在分子分离领域展现出优异的应用潜力。然而,实现的孔径调控仍是膜设计过程中的关键挑战。本研究提出一种通过界面聚合过程中原位引入聚多巴胺(PDA)的缺陷工程策略,用于制备 COF 膜。
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南工大《Nature Communications》| 突破磷光增强瓶颈!离子键协同策略实现多性能双赢
有机室温磷光(RTP)材料凭借长寿命、高激子利用率等优势,在信息加密、生物成像等领域*具应用价值,但传统材料面临三重态激子生成效率低、室温下非辐射衰减快等难题。主流的主客体掺杂策略需设计分子结构以保证主客体相容性,限制了材料的通用性与制备便捷性。开发一种无需复杂分子设计、适用于多种客体、且能g效稳定三重态激子的通用型 RTP 材料制备策略,成为该领域的关键需求。
高选择性、高渗透、稳性能三位一体!宁夏大学团队《Nat. Commun.》革新气体分离材料
共价有机框架(COF)混合基质膜(COF-MMMs)在气体分离领域潜力显著,但传统制备方法存在诸多瓶颈。常规原位生长法难以制备致密超薄 COF 膜,物理共混法易导致 COF 颗粒团聚、界面相容性差,产生非选择性缺陷,且难以兼顾高渗透性与高选择性。开发一种能实现 COF 均匀分散、构建无缝界面,且可规模化制备的策略,成为推动 COF-MMMs 工业化应用的关键。
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Nature :不对称cof膜实现分子分离
通过非溶剂诱导相分离-原位界面聚合联用策略,制备出厘米级无接缝非对称共价有机框架混合基质膜(COF-MMMs),该膜可实现gao效的氢气/二氧化碳分离。聚醚砜(PES)皮层表面原位生成致密超薄的COF分离层(厚度15~30 nm),同时PES基体内通过原位界面聚合形成4~8 nm的COF纳米晶,且纳米晶在基体内实现高度分散;COF纳米晶与PES基体间未发现界面缺陷。在298 K室温条件下,所制备的COF-MMMs对H₂/CO₂的分离选择性达88.8±2.46,同时保持2738±58.02 GPU的高氢气渗透通量。本研究为规模化制备高性能气体分离COF-MMMs提供了一种简便可行的新策略。
JMS:耐碱反渗透膜用催化剂增强半互穿聚脲网络
聚脲(PU)材料在可持续水处理所需的 pH 稳定反渗透(RO)膜领域展现出巨大潜力。然而,由 2,4 - 甲苯二异氰酸酯(TDI)衍生的 PU 膜,由于 1 - 位甲基的空间位阻效应,降低了反应动力学和交联密度,存在固有的耐碱性限制。本文提出一种三乙胺(TEA)介导策略,加速 TDI 水解并形成半互穿网络(semi-IPN),将网状脂肪族聚脲链与线性芳香族聚脲链整合到坚固的选择层中。所得膜表现出优异的脱盐性能,在水渗透率超过 1.3 L・m⁻²・h⁻¹・bar⁻¹ 的情况下,NaCl 和 MgCl₂截留率均超过 98%,与传统 PU 膜相比,NaCl 截留率提升约 38%。值得注意的是,在 0.1 M NaOH 溶液中浸泡 216 小时后,该膜的 NaCl 和 MgCl₂截留率仍保持在 92% 以上,仅下降约 5%,性能优于无 TEA 的 PU 膜和商用聚酰胺膜,后两者截留率分别下降约 9% 和 12%。动态耐碱测试证实,在高碱性环境中,该膜性能可维持在 95% 以上。机理研究表明,耐碱性增强归因于曲折的扩散路径、更高的交联密度以及丰富的双重氢键,这些因素减少了膜的溶胀并提高了水解稳定性。本研究表明,半互穿网络 PU 膜为将脱盐和废水处理技术拓展至高碱性工业废水处理领域提供了一种耐用的解决方案。
Nature Communications|蒸发驱动的通用、高通量、卷对卷纳米材料印刷
将低维纳米材料组装成宏观薄膜,可突破传统聚合物膜的极限,在分离、能量收集、光热管理及软体机器人等领域释放巨大潜能。然而,目前仍缺乏一种简便且通用的策略,能把任意纳米材料大规模、高通量地制成均匀薄膜。本研究提出“蒸发驱动印刷(EDP)”新方法:借助水蒸发这一普遍物理现象,诱导纳米材料向蒸发界面快速自下而上迁移,并在多孔基底表面因尺寸筛分效应而组装成取向堆叠薄膜。EDP无需任何添加剂即可适用于2D片、1D管及其任意组合,实现多材料、可回收、省材料的卷对卷印刷。EDP所得氧化石墨烯(GO)膜用于纳滤,对Na₂SO₄截留率>95.0%,性能优于多数GO基膜;经高温退火后,其有序层状结构可作为连续导电通路,实现55–107 dB的电磁屏蔽效能。
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