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哈尔滨工业大学科研团队在高效分离膜研究方面取得重要突破
2021-03-31 14:17:00
哈尔滨工业大学
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  哈尔滨工业大学化工与化学学院、城市水资源与水环境国家重点实验室成员邵路教授带领团队提出界面“分子焊接”高效纳滤膜合成新方法。相关论文“分子焊接共价有机骨架用于超快精密筛分”(Molecularly Soldered Covalent Organic Frameworks for UltrafastPrecision Sieving)发表在《科学》Science 子刊《科学进展》(Science Advances)杂志上。哈尔滨工业大学为该论文唯一通讯单位,邵路为唯一通讯作者,论文第一作者为化工与化学学院青年教师、土木工程博士后流动站博士后张艳秋。

  二维共价有机框架是一类由共价键连接的结晶性多孔材料,其具有完全有机无金属骨架、质量密度低、拓扑结构良好、结构多样性等优异性能,成为高质量分离膜材料的研究热点。然而,由于合成条件较为苛刻等关键因素的限制,目前合成制备具有亚纳米级孔径、精密筛分能力的无缺陷二维共价有机框架膜面临巨大挑战。

图:界面“分子焊接”合成共价有机骨架纳滤膜过程及分离效果

  邵路教授团队创建一步法界面“分子焊接”合成共价有机骨纳滤膜新策略。巧妙地利用二维共价有机框架材料缩合聚合和多巴胺自聚合的耦合化学环境,通过界面反应合成制备具有精确筛分能力的无缺陷超薄二维共价有机框架纳滤膜,并通过密度泛函理论模拟揭示其作用机理,新型纳滤膜在有机溶剂体系分离应用和脱盐应用中均表现出优异的分离效果。

  该研究工作得到了国家自然科学基金(21878062)、黑龙江省杰出青年科学基金(JQ2020B001)和水资源国家重点实验室自主课题(2020DX02)的资助。

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