超快速制备大面积高晶度共价有机框架膜的超快速制备
Yan Pan1, Gangqiang Yu2, Luteng Gao1
1State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources, College of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi, PR China.
Nature communications
|December 12, 2025
概括
研究人员开发了一种快速的方法,在几秒钟内创建高晶度共价有机框架 (COF) 膜. 这一突破使得大面积的COF膜生产能够实现高效的生物蛋白淡化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 膜技术 膜技术 膜技术
背景情况:
- 准备高晶度共价有机框架 (COF) 膜,特别是在大面积,是耗时的,因为广泛的试错过程.
- 现有的方法往往缺乏控制结晶和扩大生产的效率.
研究的目的:
- 开发一种超快速的方法来合成高晶度的COF膜.
- 用开发的技术来证明使用大面积的COF膜制造的可行性.
- 为了评估合成的COF膜在生物蛋白淡化中的性能.
主要方法:
- 使用逆相微乳液界面聚合用于COF膜合成.
- 采用离子液/酸水性微乳液来预先排列单体并限制聚合.
- 纳入了用于大面积膜制备的削辅助工艺.
主要成果:
- 在几十秒钟内成功合成了高晶度TbPa-COF复合膜 (0.4 × 1.0 m).
- 在六个循环后实现了高透性 (111.3 L m-2 h-1 bar-1) 和高达98%的生物蛋白淡化率.
- 性能优于商业基准膜,其脱盐率为82%.
结论:
- 开发的逆相微乳液界面聚合法使大面积,高晶度的COF膜的超快速合成成为可能.
- 这一进步大大克服了COF膜制备的先前局限性,为实际应用铺平了道路.
- 在生物蛋白淡化中的高性能凸显了这些先进的COF膜的潜力.
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