由莫纳什大学和澳大利亚核科学与技术组织(ANSTO)领导的一个国际研究小组已经研制出一种具有高孔隙度的超薄膜，可以过滤水中潜在的有害离子。

 

研究人员利用二维纳米片，利用水稳定金属有机框架(MOFs)开发出了这种超薄分子筛膜。

 

这种膜有可能通过净化和脱盐过程为全球数百万人提供清洁的水。也可用于气体和溶剂的分离。

 

由莫纳什大学(Monash University)和安斯托特大学(ANSTO)领导的一个国际研究小组，杏耀注册 ，创造了一种超薄多孔膜，可以完全将铅和汞等潜在有害离子从水中分离出来，这在世界上尚属首次。

 

这一创新可以增强海水淡化过程，并将最脏的水转化为全世界数百万人的饮用水。

 

这种膜在有限的能源下稳定运行了750小时以上。它也可以在全球范围内生产，等待进一步的测试。

 

研究人员首次开发了水稳定的单分子层铝四(4-羧基苯基)卟啉框架(AI-MOFs)纳米薄片，并展示了它们作为水离子分离膜的近乎完美的建筑材料。

 

这些铝- mofs纳米片，剥离到只有纳米级厚度(十亿分之一米)，杏耀平台可以通过制造高孔膜来促进气体和有机溶剂(如油漆)的分离过程，从而帮助从大气中去除有害的致癌物。

 

这项研究的结果发表在著名的国际期刊《科学进展》上。

 

张教授说:“由于金属有机骨架(MOFs)具有丰富的孔隙率和均匀的孔径，在精确和快速的膜分离方面比其他材料具有显著的优势。”

 

“然而，制造超薄MOFs膜(小于100纳米)用于水相关处理仍然是一个艰巨的挑战，因为大多数报道的MOFs膜通常很厚，并且水解稳定性不足。”

 

“在这项世界首创的研究中，我们能够使用这些超薄铝- mofs制造出一种薄膜，既能透水，又能实现最大孔隙率，对离子的排斥程度接近100%。”该研究为该膜在气体分离等其他过滤过程中的应用提供了前景。

 

研究表明，聚合物是迄今为止最广泛使用的膜材料，这主要是因为它们易于加工和低成本。

 

然而，传统的水离子分离聚合物膜往往具有较强的选择性层，导致选择性有限。相比之下，纳米孔膜，均匀的纳米孔作为筛选作用，可以克服这一限制。

 

这项突破性的研究证实了Al-MOFs纳米片的内在纳米孔通过创建垂直排列的通道作为水分子的主要输运途径，促进了离子/水分离，并且澳大利亚同步加速器在分子水平上分析材料的独特能力使其成为可能。

 

“我们在ANSTO的澳大利亚同步加速器上使用一种叫做粉末衍射光束的仪器，来了解纳米薄片样品和在不同温度下的样品之间的分子结构差异，以测试水的净化性能，”Gu博士说。

 

“这项被称为原位、高温粉末x射线衍射表征的技术是在纳米薄片上进行的，杏耀在此过程中，随着温度升高，样品没有明显变化，这证明了它们的稳定性。”