本网讯  近日，我校土木与测绘工程学院叶文媛教授团队以我校作为第一通讯单位，在《Nature》子刊《Nature Communications》上发表了题为“Sub-4 nanometer porous membrane enables highly efficient electrodialytic fractionation of dyes and inorganic salts”的研究成果。

图1 期刊论文首页

该研究旨在实现染料纯化与盐分回收的协同处理，为高盐有机废水的资源化处理开辟新途径。通过整合电渗析与压力驱动膜分离的技术优势，提出一种以亚4纳米致密超滤膜替代传统阴离子交换膜的电驱动过滤新方法，旨在实现染料的脱盐与纯化。采用亚4纳米致密超滤膜为阴离子传导膜，电驱动过滤系统对活性染料与NaCl混合液的一步分离效率达到98.15%的脱盐率和99.66%的染料回收率，显著优于商用阴离子交换膜体系。值得注意的是，该系统在连续八次循环运行过程表现出稳定且高效的染料/盐分分离性能，且膜污染程度极低。研究结果表明，根据纳米多孔膜的高性能阴离子传导特性，电驱动过滤技术在有机染料与无机盐的分离方面具有重要潜力，为纳米多孔膜在电驱动应用中的概念验证提供关键依据。

图2：采用亚4纳米多孔膜为阴离子传导膜的染料/NaCl分离电驱动过滤系统设计

A. 电驱动过滤过程的膜堆结构示意图；B. 亚4纳米多孔膜表面扫描电镜(SEM)图像；C. 亚4纳米多孔膜截面SEM图像；D. 膜的截留分子量及孔径分布（插图：膜孔径分布曲线）；E. 膜表面Zeta电位；F. 膜亲水性表征

图3：亚4纳米多孔膜在不同盐度活性黑5/NaCl混合溶液的过滤性能

 A. 溶质（活性黑5和NaCl）截留率与膜渗透性（误差线表示三次测量的标准偏差）  B. 分子动力学模拟区域细节图示  C. 分子动力学模拟获得的活性黑5截留率

该研究证实，采用亚4纳米多孔膜作为阴离子传导膜，能够突破传统技术的局限，实现高盐染料废液中活性染料与NaCl的高效一步分离。该成果不仅为纳米多孔阴离子传导膜替代易污染的传统阴离子交换膜提供了概念验证，更为实现染料纯化与盐分回收的协同处理开辟了新途径。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58873-5

（文/叶文媛、左华伟）