近日，理学院余昊科研团队在国际TOP期刊《Desalination》（JCR一区，中科院小类一区，影响因子9.8）在线发表题为“Electric-field-induced ultrafast and selective ZIF-8 filling in graphene membrane pores for precision dye desalination”的研究论文。余昊博士为通讯作者，马兰教授和西南交通大学欧建臻教授为共同通讯作者，2023级化学专业本科生李佳璐为第一作者，2024级化学专业本科生叶思含为共同作者，Beat365唯一官方网站为第一通讯单位。
论文截图
该研究创新性地提出了一种电场驱动的超快、选择性ZIF-8生长策略，成功在乙二胺交联的石墨烯基膜内部纳米通道中，于60秒内实现ZIF-8金属有机框架的精准原位生长，效率较传统自由扩散法提升2160倍。该方法通过电场引导前驱体离子定向迁移，优先识别并封堵高渗透性通道，有效抑制晶体过度生长与膜结构损伤，构建出高度有序的亚纳米限域孔道体系。所制备的E-ZIF-8@EDA-WG/GO复合膜表现出卓越的染料/盐精密筛分性能：对多种染料（MB、EBT、CV、CR、TB）的截留率达87.11%–99.37%，而对无机盐（NaCl、CaCl₂等）的截留率低于2.73%，在混合溶液中实现染料/盐选择性超过8。同时，ZIF-8作为共价交联点显著增强膜的结构稳定性，干湿态层间距变化小于1 Å，并可耐受强酸强碱、超声处理及72小时连续运行。
本研究的重要科学意义与应用价值体现在以下三个方面：一是方法学创新，建立了电场诱导超快MOF原位组装的通用策略，将膜内功能化时间从“小时级”缩短至“秒级”，为高效分离膜的快速制备提供了新范式；二是机制深入明晰，揭示了电场下离子按通道尺寸进行选择性迁移与反应的物理化学机制，实现了对膜内传质通道的精准“纳米工程”修饰；三是平台拓展性强，该策略可推广至多种聚合物、陶瓷基底及各类多孔框架材料，为面向废水处理、资源回收等领域的精密分离膜设计提供了可扩展的技术平台。
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