近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员卿光焱团队开发出一种带正电的自组装金属有机框架（MOF）纳米颗粒单层（SAMM）膜。在保证膜完整性的前提下，实现了对SAMM的功能化修饰，并证实其在渗透发电领域具有良好的应用潜力。相关成果发表于《先进功能材料》。

在海洋和河流交界处，通过盐度梯度产生的渗透能是一种稳定且可持续的能源，通常使用反向电渗析技术进行收集。然而，目前该技术使用的离子交换膜存在离子选择性较差、传质不足、膜电阻较大等缺点，阻碍了其在渗透发电领域的应用。因此，当前需要开发新的离子选择性膜，实现高效渗透能的收集。

团队在前期工作中，开发了一种掺杂聚乙烯醇和氧化石墨烯的纤维素纳米晶自组装复合膜，并提出了一种经济且可持续的材料制备策略，用于实现高效渗透能转化。

在上述研究背景和基础下，团队又利用聚接枝的UiO-66-NH₂纳米颗粒，在水-空气界面自组装形成致密的带正电MOF纳米颗粒单层膜，并将其转移至多孔阳极氧化铝膜表面形成异质膜。随后，团队通过将MOF表面的咪唑分子甲基化，进一步将异质膜的最大功率密度提升至10.5瓦/平方米。

此外，团队通过改变MOF材料或接枝在MOF表面功能基团的种类，可以制备其他带电荷的SAMM膜，丰富了离子选择性膜的类型，为制备具有高离子选择性和高渗透能收集性能的材料提供了新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202307996

（原载于《中国科学报》 2023-10-18 第4版 综合）