新兴痕量有机污染物的持久性和累积性对人类健康和环境系统构成了威胁，传统处理方法已很难将它们从实际水源中去除。高级氧化技术（AOPs）和膜分离的耦合催化膜是一种先进的水净化技术，在去除微污染物方面具有重大潜力。该技术的核心是开发在高通量下可持久高效去除微污染物的催化膜。因聚合物材料的分子可设计性和可加工性，在多尺度孔隙率和高通量催化膜的构筑上显示出了独特的优越性。然而，由于受到强活性氧（ROS）的攻击，聚合物催化膜往往存在降解效率相对较低、稳定性差、使用寿命短等问题。
在动物组织内，淋巴管分支窦道系统内衬包含一层非连续的淋巴内皮细胞薄膜，形成具有反应器功能分层通道，发挥组织免疫监视功能。同时，这种细胞非连续性增加了薄膜的通透性，有利于捕捉间质成分和免疫细胞迁移。受淋巴内皮细胞薄膜启发，东华大学廖耀祖/吕伟团队制备了一种分级多孔有机催化膜，具有独特的分级多孔通道，可实现超高通量下水中微污染物的快速去除。该催化膜具体由共轭微孔聚合物(PTPA)催化剂活性薄层(1.7 mm)、PTPA颗粒堆积的介孔通道和电纺纳米纤维的大孔通道组成。活性薄层中PTPA固有微孔(0.58 nm)，可埃米限域活化过硫酸盐(PMS)生成近乎100%的1O2，在降解有机微污染物的同时，有效避免了有机膜的自降解。实验研究和密度泛函理论计算结果分析，在埃级限域空间内，PMS发生了热力学上有利的自分解，即S-O键断裂并生成了1O2。分子动力学以及流体动力学模拟结果表明，生物启发的分层多级孔膜结构有利于实现高传质效率和高通量。因此，以双酚A为模拟污染物，该分级多孔有机催化膜可在超高通量下(2574 L m-2 h-1bar-1)，持久地(120 h)、高效地催化降解性能(K = 1430.9 min-1，>95.0%的降解效率)。该催化膜在痕量新型有机微污染物的去除方面展示出了潜在的应用前景。同时，为高性能有机催化膜的构筑提供了新的设计思路。
相关工作以“Conjugated Microporous Polymers-based Catalytic Membranes with Hierarchical Channels for High-Throughput Removal of Micropollutants”为题发表在《Advanced Science》。第一作者为东华大学材料科学与工程学院博士生李加强，通讯作者为廖耀祖教授和吕伟讲师。东华大学于俊荣教授、刘艳彪教授和UCLA的Richard B. Kaner教授为共同作者。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、上海自然科学基金、上海市优秀学术带头人计划、教育部长江学者奖励计划等经费支撑。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202401966
相关进展
高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
