科研领航 | 邵路教授团队在高效分离膜研究取得重要突破

近日，城市水资源与水环境国家重点实验室成员邵路团队提出界面“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）。我校为该论文唯一通讯单位，邵路教授为唯一通讯作者，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、低质量密度、良好的拓扑结构、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，由于合成步骤、高温、高压以及难以规模化等关键因素的限制，目前合成制备具有亚纳米级孔径、具有精密筛分能力的无缺陷二维共价有机框架膜面临巨大的挑战！

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。巧妙的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。

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

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)和城市水资源与水环境国家重点实验室自主课题(2020DX02)的资助。邵路教授为英国皇家化学会会士，任领域内多个国际权威期刊的编委、顾问编委及副主编等职务。课题组长期从事膜材料与膜分离的研究，先后在碳捕集气膜、耐有机溶剂分离膜、水处理纳滤/超滤/微滤及特种分离膜方向取得了系列突破性成果并在多个企业规模化应用，为习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的思想和我国“碳达峰、碳中和”的庄严承诺提供先进的技术支撑。研究成果发表在Science Advances、Nature Communications、Energy Environmental Science、Journal of Membrane Science、Chemical Engineering Science、AIChE、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano等领域内高影响力期刊，SCI引用6395次，H-index=49。

原文链接：https://advances.sciencemag.org/content/7/13/eabe8706