图 新一代分离膜的合成制备及全生命周期绿色可持续性示意图
在国家自然科学基金等项目（项目批准号：92475205）资助下，哈尔滨工业大学邵路教授团队在绿色可持续离子/分子分离膜材料研究方面取得进展。研究团队提出了一种绿色化学策略，成功制备出兼具高性能分离能力与自然降解特性的可持续纳滤膜（Sustainable Nanofiltration Membrane，SNFM）。相关成果以“Sustainable nanofiltration membranes enable ultrafast water purification”为题，于2025年9月17日年发表在《自然·水》（Nature Water）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s44221-025-00492-x。
具有离子/分子限域分离能力的纳滤膜作为水净化和资源回收的核心材料，其性能直接关系到资源回收效率、能源效率与环境安全。然而，传统纳滤膜制备普遍依赖石化基化学品，不仅带来环境污染和人类健康风险，而且废弃后难以降解，容易产生微塑料污染。如何在保持高性能的同时实现绿色可持续制备与自然降解，是该领域亟待突破的难题。
针对上述挑战，研究团队提出了一种基于低危害化学品的纳米限域分离膜合成构筑新思路。该方法以聚乳酸为基底材料，结合木糖醇、多巴胺、油酸等绿色单体和溶剂，通过界面聚合工艺合成了新一代绿色可持续纳滤膜。该膜不仅在制备过程中避免了传统工艺中大量使用的高危溶剂和单体，而且能够在土壤环境中被天然微生物降解，从源头上解决了废弃膜材料带来的二次污染问题。
研究表明，绿色可持续纳滤膜在染料废水处理过程中表现出超高水通量（高达100.7 L m-2 h-1 bar-1），对刚果红等有机活性分子的截留率达99.9%，其分离性能显著优于目前商业膜与先进研究膜。更为重要的是，该膜在酶环境和自然土壤中可被典型微生物完全降解，6个月内降解率达90%以上，降解产物对环境及微生物无毒性，真正实现离子/分子分离用纳米限域膜“源头绿色-使用高效-末端可降解”的全生命周期可持续性。该研究成果为高性能膜材料的绿色设计与在资源回收等领域的产业化应用提供了新范式。