张炜铭教授科研团队在前期工作基础上,主导对沸石咪唑酯骨架结构材料ZIFs-MOFs(Zn2(Bim)4)进行二维化处理,以聚合阳离子(PEI)调控二维Zn2(Bim)4纳米片层间距,并通过PEI与二维Zn2(Bim)4纳米片间形成的离子键进行有序自组装堆叠,在PVDF超滤膜基质表面生成了一种超薄、无缺陷的新型二维MOFs纳滤(NF)功能层。受益于此特殊的层结构特性,该2D Zn2(Bim)4薄膜复合膜拥有5~10倍于GO膜的水通量(~290 L/(m2·h·bar)),50%~75%的脱盐率,并且对小分子染料的截留率高达98%。在保持PVDF膜原有超滤属性(高水通量、低能耗、高效率)的基础上,实现了NF截留功能。本文报道的2D MOFs薄膜复合膜拓展了MOFs复合膜材料的应用模式,探讨了PEI调控2D MOFs层间距的规律和机制,对新型多功能复合膜材料的研发具有促进意义,也为复杂水体微污染净化提供了新的技术思路。

本研究成果以题为“A novel water-stable two-dimensional zeolitic imidazolate frameworks thin-film composite membrane for enhancements in water permeability and nanofiltration performance”的论文发表于环境领域期刊Chemosphere,课题组博士研究生李婷为该论文第一作者,张炜铭教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划(2017YFE0107200)等项目的资助。