原文信息

　　题目：

　　Tuning the primary selective nanochannels of MOF thin-film nanocomposite nanofiltration membranes for efficient removal of hydrophobic endocrine disrupting compounds

　　作者：

　　Ruobin Dai1, Hongyi Han¹, Yuting Zhu², Xi Wang², Zhiwei Wang (✉)¹

　　作者单位：

　　1 Tongji University, China

　　2 Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., China

　　通讯作者邮箱：

　　zwwang@tongji.edu.cn

　　关键词：

　　Porous metal organic framework (多孔金属有机框架化合物);

　　Thin-film nanocomposite membrane (薄层纳米复合膜);

　　Primary selective nanochannels (主导选择性纳米通道);

　　Nanofiltration (纳滤);

　　Endocrine disrupting compounds (内分泌干扰物)

文章亮点

　　•利用聚酰胺特性调节MIL-101(Cr)TFN纳滤膜的主导选择性纳米通道；

　　•聚酰胺层致密程度变化导致TFN纳滤膜主导纳米水通道的转变；

　　•MOF周围的纳米通道对疏松聚酰胺层过水性能具有重要贡献；

　　•在聚酰胺层较致密时，MOFs中的纳米通道主导了膜的分离性能。

文章简介

　　将多孔纳米材料（如金属有机框架化合物，MOFs）材料用于制备薄层纳米复合（TFN）纳滤膜具有增强微污染物（如内分泌干扰物，EDCs）去除的潜力。在MOF-TFN膜中，水的传输纳米水通道包括：聚酰胺截留层自身孔道、MOFs内孔道和MOFs外围通道（即聚酰胺-MOFs交界或过渡界面）。然而，目前有关何种纳米水通道能主导TFN膜的分离性能，且如何调控膜主导纳米水通道以增强微污染物去除效果鲜见报道。

　　该研究通过改变聚酰胺特性（即调控疏松/致密程度），进而调控MOF-TFN膜的主导纳米水通道。研究发现，MOF-TFN膜对微污染物的去除效果依赖于其主要纳米水通道：在聚酰胺层结构较为疏松时，聚酰胺层中MOFs的纳米通道不能主导膜的分离性能，此时MOF-TFN膜对EDCs的去除率相对较低；在聚酰胺层结构较为致密时，聚酰胺层中MOFs的纳米通道主导了膜的分离性能，由于MOFs的亲水特性，此时MOF-TFN膜对EDCs去除率较高。

　　该研究表明：调控MOF-TFN膜的主导选择性纳米通道在高效去除微污染物方面具有很大潜力，但在微污染物高效去除纳滤膜设计时应充分考虑聚酰胺致密程度对膜主导纳米水通道的影响。

文章摘要图

编委点评

　　内分泌干扰物等微污染物的去除在水处理领域备受关注。纳滤因具有诸多优异特点而逐步成为去除微污染物的重要技术。利用MOF等新兴功能材料改性增强传统纳滤膜材料的分离性能是近年来的研究热点。但是，有关外加功能材料与本底材料的相互作用机制以及协同增强机理尚不清晰；而在阐明协同机制的基础上实现对复合膜分离性能的灵活调控对于纳滤技术的发展具有重要的意义。该研究系统解析了调节MOF-TFN膜的主导通道对于EDCs去除的影响机制；论证了不同制膜条件下复合膜主导通道的变迁以及其对EDCs截留性能的影响，为未来可控纳滤膜材料的发展奠定了基础。

　　编者|张建文

　　点评|梁帅

致  谢

　　梁帅，北京林业大学副教授，FESE青年编委。研究方向为膜法水处理技术，电化学-膜分离耦合技术，主持国家自然科学基金面上等课题10余项，获“北京市优秀人才”青年骨干个人、北京市科协青年人才托举工程项目等资助，已在Environ. Sci. Technol.、Appl. Catal. B-Environ.、ACS Appl. Mater. Inter.、Environ. Sci.-Nano、J. Membr. Sci.等发表高水平学术论文40余篇，获授权发明专利6项。个人主页

　　http://hjxy.bjfu.edu.cn/szdw/zzjs/fjsn/362348.html

　　张建文，男，25岁，北京林业大学环境科学与工程学院2020级环境科学与工程专业硕士生，导师为梁帅副教授，研究方向为膜法水处理技术。