随着工业化和城市化的发展，全球淡水资源短缺的形势日趋严峻，而咸水淡化是缓解该供需矛盾的有效途径之一。以反渗透为代表的膜法和多级闪蒸为代表的热法等脱盐技术已经相对成熟并且广泛应用，但是需要较高运行成本。针对含盐地下水（TDS < 2000 mg/L）等微咸水脱盐，吸附法相对而言成本低、得率高，但是需要强酸/碱作为再生试剂限制了该方法的实践应用。
近期，张炜铭教授课题组制备了一种温控可逆脱盐吸附剂，MOF-808-EDTA，实现常温下快速吸附脱盐、高温可逆脱附。首次研究发现，MOF-808-EDTA材料中的EDTA基团在常温水中呈两性离子态，即同时含有带正电的胺基基团和带负电的羧基基团，可分别作为阳离子结合位点和阴离子结合位点用于水体中阴离子(e.g., Cl-)和阳离子(e.g., Na+)的吸附富集，从而实现水体脱盐。而在升温过程中EDTA基团由两性离子态转变为分子态，胺基上质子转移到羧基上，两个基团均失去电荷从而释放出吸附富集阴阳离子，实现脱盐吸附剂可逆再生。该材料适用于水体中多种盐脱除(NaCl，LiCl，KCl，CaCl2，MgCl2等)，并在数十次的循环过程中表现吸附/再生性能和物化结构稳定。本研究首次提出了一种EDTA基脱盐材料用于咸水淡化，实现由热水替换酸碱的chemical-free再生模式，为开发高效、绿色、便捷的咸水淡化技术提供借鉴和指导。
上述研究成果以“High-efficiency and Sustainable Desalination Using Thermo-regenerable MOF-808-EDTA: Temperature-regulated Proton Transfer”为题，近日被材料和环境领域知名期刊ACS Applied Materials & Interfaces (https://doi.org/10.1021/acsami.1c05204)正式接收。课题组博士生计成汉为该论文第一作者，张炜铭教授为通讯作者，主要合作者包括南京农业大学陆隽鹤教授。本研究得到国家重点研发计划(2017YFE0107200)等资助。