郑州大学化工学院在膜科学领域取得积极进展
28.11.2019 15:45
本文来源: 郑州大学
其中，题为《Elucidating the Ultrafast Molecular Permeation through Well-defined 2D Nanochannels of Lamellar Membranes》的论文发表于国际知名学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》（影响因子12.26），并被该期刊评为重要文章（Very important paper）2017级博士吴晓莉为第一作者，王景涛教授为通讯作者，郑州大学为第一作者单位。文章中，作者以刚性Ti3C2Tx 纳米片为构筑单元，制备出具有高稳定性和规则通道的层状膜；通过化学接枝在通道内均匀修饰上亲水和疏水功能基团，准确调控通道的尺寸和化学环境。以此为平台作者研究了分子在限域空间内的排布状态及其对传递行为的影响机制。随后通过对20余种分子传递行为的解析，建立了分子在有序排布传递和无序排布状态下的传递速率方程，解决了之前文献中存在的争议。这是继一维纳米通道内分子传递机理后，首次系统地研究2D限域空间内分子快速传递行为的开拓性工作。
另一篇题为《Beetle‐Inspired Assembly of Heterostructured Lamellar Membranes with Polymer Cluster–Patterned Surface for Enhanced Molecular Permeation》的论文发表于国际学术期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子15.62），王景涛教授为第一作者，郑州大学为第一作者单位。该研究受沙漠甲壳虫亲疏多级结构的启发，通过静电喷雾的方法实现了柔性纳米片的有序堆叠，创制了亲疏异质结构层状复合膜。将高分子簇图案化到层状膜表面，巧妙地实现了分子在膜表面的快速溶解和内部的低阻力扩散，达到了两者的高效协同。在不破坏层状膜结构的同时强化分子传递，将层状膜的通量提升近10倍。
上述工作为新型二维层状膜的设计打开了新的思路，有助于层状膜在水处理、溶剂回用等领域的应用推广。天津大学姜忠义教授为论文的共同通讯作者，给予了指导和帮助，研究受到了国家自然科学基金和霍英东高校青年教师基金的资助支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.xilesou.top/doi/abs/10.1002/ange.201912570
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201900819
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