分离膜

侯院士详细介绍了我国膜分离科学及技术的研究进展，着重介绍了团队利用石墨烯、碳纳米管、金属有机框架等开发新型膜材料的研究成果。展望未来，他表示，借助人工智能开发新型高效膜材料、建设前瞻性智慧水厂、建立快速应急水质保障体系，是值得探索且亟待推进的重要任务。

本研究介绍了一种基于多孔氧化石墨烯（PGO）的复合膜，并在其上原位生长了二维 1,4-苯二甲酸铜（CuBDC）纳米片。通过 Cu²⁺ 离子与 PGO 上含氧基团之间的强配位作用，CuBDC 在 PGO 层状结构内受限生长，这不仅稳定了 PGO 的层状结构，还由于 CuBDC 具有合适的孔径而赋予了膜对 NaCl 的截留能力。

笔者旨在系统总结和分析针对二维材料的孔径调控技术及二维材料在离子筛分中的应用研究，梳理石墨烯及其衍生物、MXene和过渡金属硫化物等典型材料的研究成果，揭示孔径调控与离子筛分行为之间的内在机制，并探讨其在能源与环境领域的应用潜力和发展方向。

GE-RO平台利用该团队专有的剪切取向工艺，在商用薄膜复合海水反渗透（SWRO）基材上涂覆纳米级石墨烯膜。在“合格团队测试”期间，该团队成功地在传统的杜邦FilmTec和Hydranautics海水反渗透基材上进行了涂覆并验证了GE-RO工艺，证明了该平台与两种应用最广泛的商用SWRO膜系列均兼容。

本研究设计了一种含有质子氢和羟基作为 NH₃ 相互作用位点的功能化离子液体（[DBEAH][NTf₂]），并通过氢键和静电相互作用将其限域在 GO 层间，从而构建出用于选择性 NH₃ 传输的定制化路径。引入的 [DBEAH][NTf₂] 不仅调控了 GO 的层间距，还修饰了纳米通道，营造出对 NH₃ 具有亲和力的环境，实现了对 NH₃ 的精准识别与分离。

二维材料厚度为原子级，晶格高度有序，能显著缩短气体传输路径，被认为是下一代高性能分离膜的候选材料。然而，无缺陷的二维晶体（如石墨烯）长期以来被认为对所有气体不可渗透。近年研究发现，完美单层石墨烯在室温下允许氢相关物种透过，但具体渗透的物种及其在其他二维材料中的行为仍不清楚。

该研究以柠檬酸为原料，在 210℃下热解 0.5 小时合成亲水性石墨烯量子点，经冷冻干燥得到 GQDs 粉末，研究采用热喷涂法将 GQDs 水溶胶涂覆在多孔 α-Al₂O₃载体上制备 GQDs 原始膜，将载体预热至 180℃使溶剂接触后快速蒸发，避免 GQDs 纳米颗粒渗入大孔载体，保障载体原有渗透性的同时让 GQDs 在表面堆叠形成连续的超薄膜层。