郑州大学朱军勇/张亚涛&东南汪勇团队: 双功能COF膜高效多任务水净化

背景：全球淡水资源紧张，从废水、苦咸水等非传统水源获取清洁水需求迫切，但这些水源成分复杂，含有有机染料、高盐度、微量有毒金属等多种污染物，现有水处理技术面临传统多相催化剂易失活难回收、传统分离膜对小分子有毒物质去除效果有限的挑战。研究目的：开发一种具有筛分-催化双功能的共价有机框架（COF）复合膜，实现对复杂水体中多种污染物的高效同步去除。结论：研究团队通过界面聚合法制备了含吡嗪结构的TpPz-COF薄膜，并利用其捕获钯离子后原位还原，构筑了负载钯纳米团簇的Pd⁰-TpPz催化膜。该膜对大分子染料截留率高达99.8%，并能同步高效催化转化小分子污染物和高价金属离子，转化率均超过98%，且具有优异的长期稳定性、酸碱耐受性、抗菌性和循环性能。理论计算揭示了其作用机制。该研究为开发集分离与催化于一体的智能膜材料提供了新范式，在复杂废水深度净化方面展现出巨大应用潜力。