近日，哈尔滨工业大学化工与化学学院教授、英国皇家化学会会士、城市水资源与水环境国家重点实验室成员邵路团队将天然绿色材料（葡萄糖，PDA和Zr-MOF）结合使用，克服了大多数天然材料成膜后具有低化学稳定性和低分离性能问题，成功制备出了高效、低能耗的纳滤膜。
天然材料
图1 超薄复合膜的选择层(PDA、glucose和MOF)和多孔基质，选择层厚度214nm
他们利用聚多巴胺粘附作用，并利用自然界分布最广且最为重要的单糖葡萄糖作为多羟基醛协同界面反应构筑葡萄糖/TMC/PDA/MOF纳米材料一体化“绿色”选择层，其中MOF材料中的金属离子通过有机连接剂分子结合在一起在选择层上形成高度多孔的结构。
研究者加入一种金属有机框架（MOF）多孔材料，由于其特殊的孔隙率，极大地增强了液体在选择层的渗透。
图2 （a）Uio-66和Uio-66-NH2的化学结构（b）葡萄糖与UiO-66-NH2 MOF分子动力学模拟图
葡萄糖优先与UiO-66-NH2的-NH2相互作用形成三个氢键，通过葡萄糖与TMC和PDA之间形成共价键使复合膜具有非凡的稳定性同时利用葡萄糖分子改善分离层的亲水性和调节表面电荷并提高分离性能。特殊界面反应形成的超薄纳米复合选择层
可快速、高效、低压（低能耗）地分离水体和有机溶剂体系中的污染物。
图3（a）PDA-glucose, PDA-glucose/UiO-66, PDA-glucose/UiO-66-NH2复合膜乙醇和丙酮渗透通量及RB截留率(蓝色空心圆圈待料乙醇，红色空心圆圈代表丙酮), (b) ) PDA-glucose, PDA-glucose/UiO-66, PDA-glucose/UiO-66-NH2复合膜渗透通量及盐截留率
研究者还展示出较长时间的运行稳定性。该研究的意义在于为先进膜材料开发及其在环境能源等领域的广泛应用建立了新的设计平台，大力推动自然资源在“绿色”分离膜构筑上的前瞻性探索。该研究成果受到国际媒体关注并刊发特别追踪报道。
参考文献
Zhang, Y., Cheng, X., Jiang, X., Urban, J. J., Lau, C. H., Liu, S., & Shao, L., Robust natural nanocomposites realizing unprecedented ultrafast precise molecular separations. Materials Today, 2020 DOI：10.1016/j.mattod.2020.02.002
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702120300389
报道链接：
https://www.materialstoday.com/polymers-soft-materials/news/naturally-inspired-green-membranes-clean-up/
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