近日，哈尔滨工业大学化工与化学学院教授、城市水资源与水环境国家重点实验室成员邵路团队在碳捕集以及水处理膜领域取得系列成果，以唯一通讯作者两个月内连续发表三篇顶刊!

1.“上天”的“膜”法：多酚焊接助力高效气体分离

  邵路教授团队在该工作中率先提出多酚分子焊接策略完美结合了有机聚合物和无机多孔材料的优势，实现对聚合物链、金属有机框架结构以及两相界面的精准调控。多酚的特殊粘附性导致自具微孔聚合物链的僵化以及堆积密度的增加，提高其筛分能力；中空的金属有机框架结构减少其传质阻力，改善气体渗透性。不同的结构特点互相协同，打破传统聚合物材料中气体渗透性与选择性此消彼长的限制。相关论文《多功能多酚焊接推动高效膜法碳捕集》（Boosting Membrane Carbon Capture via Multifaceted Polyphenol-mediated Soldering）发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

基于多酚分子焊接策略的新型碳捕集膜合成示意图

  原文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-023-37479-9 

2.“入地”的“膜”法：双机理驱动高性能氧化石墨烯复合膜

  水资源短缺是危及人类社会安全，制约人类社会可持续发展的世界性难题。开发高效水处理用分离膜材料，实现地表淡水的循环利用是缓解这一重大危机的关键性举措之一。二维材料氧化石墨烯（GO）组装形成的分离膜具备区别于传统分离膜的高效传质/分离通道结构，有望突破目前的分离膜渗透选择性上限，是构筑下一代高性能分离膜的理想材料。然而，氧化石墨烯膜较差的离子选择性和水中稳定性一直是制约其走向实际应用的关键性难题。

双机理驱动氧化石墨烯框架膜制备及分离原理示意图

  论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302931 

3.“下海”的“膜”法：新型“主动抗污染”油水分离膜

  海上原油泄漏和工业含油废液排放对生态系统和人类健康构成重大威胁，并严重破坏全球水-食物-能源链条。合成制备超亲水和水下超疏油高性能分离材料是实现油水分离的有效策略，并已在含油废水处理中得到应用。其分离原理主要依靠材料具有超亲水性，水可以顺利通过材料内部的孔隙结构，在材料表面形成水化层，防止油通过。微孔和高比表面积所产生的毛细力可以产生破乳作用，有利于乳液与水分离。然而，现有的亲水改性方法虽然能够赋予分离膜一定程度的抗污染性能，但依然无法实现抗高粘性原油和原油水乳液的高效分离问题。其根本原因在于，传统的“被动抗污染”机理难以实现膜表面厚实稳定的水合层以及在油分子与膜表面足够的空间位阻，因此不足以产生抵御高粘性原油污染的能力。

分离膜抗油污染机理示意图

  论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38419-3