激光熔覆制备(CoCrNi)87M8B4C(M: V/Nb)高熵合金涂层的腐蚀与磨损行为研究

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Journal of Materials Science & Technology 14.3

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  (编辑推荐)本研究通过酰氯交联多肽构建仿生蛋白纳米膜,突破传统膜材料渗透性-选择性权衡限制,实现337 L m?2 h?1 bar?1超高水通量及20000溶质选择性。创新性提出可转化(MMMs/MOFs)膜平台策略,为水净化/溶质筛分提供 scalable 解决方案。

  

Highlight
我们开发了一种可转化的仿生蛋白样多肽纳米膜,通过酰氯交联技术实现超渗透高选择性分子分离。该膜兼具10-13 nm超薄厚度、36.6%超大自由体积及0.6 nm均一纳米孔特性,水通量达商用纳滤膜33倍(337 L m?2 h?1 bar?1),溶质选择性高达20000。

材料与方法
采用杆菌肽(PP)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合:水相含3.2% PP,有机相含0.2% TMC,反应20分钟形成自支撑纳米膜(图1a)。膜表面呈现典型"纳米褶皱-岛状结构",XPS证实成功构建酰胺键交联网络。

结构表征
原子力显微镜显示膜厚仅12.3±0.8 nm,接触角低至28.6°证实超亲水性。小角X射线散射揭示0.6 nm特征孔道,分子模拟显示多肽扭曲拓扑形成贯通通道(图2d)。

性能测试
染料分离实验中,刚果红(CR)截留率>99.9%,中性红(NR)透过率>95%,展现"分子筛分"效应。盐溶液测试显示Mg2+/Na+选择性达18.7,突破传统上限(图3c)。

膜转化应用
利用多肽螯合特性:
1)室温干燥制得锌羟基硝酸盐(ZHN)混合基质膜,水通量提升至489 L m?2 h?1 bar?1
2)配体转化法制备ZIF-8膜,实现气体分离CO2/CH4选择性达56。

Conclusion
这种"变形金刚"式多肽膜平台兼具可扩展制备(界面聚合)、超高分离性能及灵活转化能力(→MMMs/MOFs),为水净化和分子筛分提供全新解决方案。

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