近日，姜忠义教授课题组在期刊《Journal of Membrane Science》（IF = 9.0）发表题为“Covalent organic framework membranes with enhanced crystallinity using asymmetric aldehyde monomer for organic solvent nanofiltration”的研究论文。教育部讲座教授姜忠义教授、海南大学刘亚楠教授为论文共同通讯作者。

共价有机框架（COF）膜的结晶度是影响其选择性与渗透性能的关键因素。高结晶度的COF膜通常具有规整且贯通的纳米孔道结构，有助于实现精准筛分和快速传质。然而，目前合成具有明确结构和高结晶度的COF材料仍面临较大挑战。在有机溶剂纳滤（OSN）膜应用中，亚胺连接型COF是一类常用材料，其通过多官能胺与醛之间的可逆反应构筑。该反应初期通常生成无定形网络，随后逐步重排为有序的晶态多孔结构。因此，多数COF材料实际同时存在结晶区域与无定形区域。为提高亚胺类COF的结晶度，研究者已开发出多种策略，包括减缓单体添加速率、优化催化体系以及引入调节剂等。

海南大学姜忠义教授团队通过在聚乙烯亚胺修饰的碳纳米管（PEI@CNTs）基底上使用不对称醛单体 2,4,6 - 三酰基间苯二酚（TFR），制备出了一种结晶度增强的COF膜，用于有机溶剂纳滤（OSN）。TFR可通过不可逆的烯醇-酮互变异构同时形成β-酮烯胺键以促进层间堆积，并形成可逆的亚胺键以赋予膜结构优化所需的自修复能力。因此，该COF膜的结晶度得到增强，且表现出高渗透性：水的渗透通量为213.73 L m^‑2 h^‑1 bar^‑1，正己烷为243.70 L m^‑2 h^‑1 bar^‑1，甲醇为134.14 L m^‑2 h^‑1 bar^‑1，截留分子量为601 Da。同时，PEI中丰富的胺基增强了COF膜与PEI@CNTs基底之间的相互作用强度，确保了膜的高机械性能，其拉伸强度为21.52 MPa，杨氏模量为4.16 MPa。海南大学姜忠义教授团队的研究可能为制备兼具高结晶度和高机械强度的 COF 膜提供了一种新颖且简便的方法。

本研究得到了国家重点研发计划（2022YFB3805202）、国家自然科学基金（22208074、22408071）、海南省自然科学基金（524YXQN417、225QN217、525QN256）、海南省科技创新人才创新基金（KJRC2023D31）、 海南省科技专项基金（ZDYF2025SHFZ025)资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124614

撰稿：刘亚楠

编辑：李诗琪

审核：潘福生