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02
2026
-
04
CEJ: MOF强化双峰亚纳米多孔膜重塑有机溶剂纳滤
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背景
在制药、精细化工等领域，有机溶剂的分离与回收至关重要。传统方法如蒸馏与萃取不仅能耗高、流程复杂，还难以处理热敏性分子，限制了其可持续发展潜力。有机溶剂纳滤（OSN）作为一种基于膜的分离技术，因其常温操作与低能耗（可降低约90%能耗）而备受关注。然而，现有聚合物膜普遍面临两大核心问题：渗透性–选择性权衡（孔结构不均导致通量与截留难以兼顾）；溶剂诱导膨胀（在有机溶剂中结构不稳定，性能衰减）。因此，如何构建结构**、稳定且**的纳米孔网络成为OSN膜发展的关键。
创新
近日，北京工业大学安全福教授团队提出了一种“MOF强化聚电解质纳米单元策略”，实现了膜结构的调控：
限域原位生长MOF：在聚电解质复合颗粒中预锚定Zn²⁺，实现ZIF-8
纳米晶在颗粒内部与表面的均匀生长；
界面与体相协同调控：
填补颗粒间界面空隙，形成刚性外部孔道；
重构聚合物内部自由体积，形成亚纳米级内部孔；
双峰孔结构构建：形成“界面孔+内部孔”的分级结构，实现通量与选择性的协同优化；
性能显著提升：
甲醇通量达 ~35 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹（提升约2.9倍）；
对>1 nm分子实现筛分；
在青蒿素纯化等复杂体系中表现优异；
高稳定与可放大性：
连续运行200小时保持稳定；
成功制备卷式膜组件，实现99.16%能耗降低（模拟）。
该策略本质上通过MOF作为“结构调控器”，实现纳米尺度孔结构的精细重构。
意义
该工作在OSN膜设计与应用方面具有重要价值：
通过构建双峰亚纳米孔结构，打破传统渗透性–选择性权衡；
实现MOF与聚合物的高兼容性，避免界面缺陷与颗粒团聚问题；
成功实现卷式膜组件，验证工业放大可行性；
适用于药物纯化、催化剂回收及高附加值分离过程。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ZJrTXhNiARgJE1HzK1S4oA
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