水展注意到，在全球水资源供需矛盾持续加剧的背景下，高效水处理技术已成为缓解水资源短缺的关键突破口。纳滤（NF）技术凭借对低分子量有机物及二价盐的高效截留能力，在工业废水净化、饮用水深度处理等领域展现出广阔应用前景。然而，传统聚酰胺（PA）薄膜复合（TFC）纳滤膜长期受限于水通量偏低、抗污染性能不足等问题，极大地制约了其在大规模水处理场景中的应用效率，如何突破这一技术瓶颈成为行业研究的核心方向。

近期，西班牙萨拉戈萨大学的科研团队在《Journal of Water Process Engineering》（影响因子 6.7）发表了一项创新性研究成果。该团队创新性地将锆基金属有机框架（Zr-MOF）纳米颗粒与二硫化钼（MoS₂）纳米片进行复合，构建出性能优异的 Zr-MOF@MoS₂纳米杂化材料，并通过不同整合方式将其引入聚酰胺薄膜复合膜体系，成功实现了纳滤膜分离性能的跨越式提升，为高效水处理技术的发展提供了全新思路。

为实现这一突破，研究团队设计了多步关键技术流程：首先，采用溶剂热合成法制备出 UiO-66、UiO-66-NH₂、MOF-808 三种 Zr-MOF 纳米颗粒，并通过特殊工艺将其锚定于 MoS₂纳米片表面，形成结构稳定的纳米杂化材料；其次，基于界面聚合（IP）技术，构建了两种不同构型的复合膜 —— 一种是将纳米杂化材料直接嵌入聚酰胺层的薄膜纳米复合材料（TFN），另一种则是具有双层结构的复合膜；最后，利用死端过滤系统，以玫瑰红（RB）、日落黄（SY）、吖啶橙（AO）等低分子量有机染料为目标溶质，系统评估了不同复合膜的分离性能。

在材料表征阶段（对应原文 “3.1. UiO-66@MoS₂、UiO-66-NH₂@MoS₂及 MOF-808@MoS₂的表征” 部分），研究数据显示，所合成的 Zr-MOF@MoS₂纳米杂化材料具有超小粒径特征（约 10nm），且比表面积表现优异，最高可达 710 m²・g⁻¹。更重要的是，该杂化材料同时保留了 MoS₂的层状结构优势与 Zr-MOF 的多孔特性，为后续提升膜性能奠定了结构基础。

在膜材料表征环节（对应原文 “3.2. 膜材料表征” 部分），以含 UiO-66@MoS₂的 TFN 膜为研究重点发现，其表面粗糙度显著降低（粗糙度参数 Ra=22.9 nm），接触角明显增大，且 zeta 电位呈现更显著的负电性（-25.9 mV）。这些特性不仅有助于减少污染物在膜表面的吸附与沉积，提升膜的抗污染能力，还能通过电荷排斥作用增强对带负电溶质的截留效果。此外，分子量截留（MWCO）测试结果表明，该 TFN 膜的截留分子量约为 400 Da，恰好适配低分子量物质的分离需求。

在膜性能测试中（对应原文 “3.3. 膜性能测试” 部分），UiO-66@MoS₂_TFN 膜展现出卓越的分离性能：对 SY 染料溶液的渗透通量达到 12 L・m⁻²・h⁻¹・bar⁻¹，相较于传统 TFC 膜提升幅度高达 140%；同时，该膜对 RB、SY、AO 等所有测试染料的截留率均保持在 98% 以上，实现了 “高通量” 与 “高截留” 的协同优化。尽管双层结构复合膜也表现出优于传统膜的性能，但整体提升幅度不及 UiO-66@MoS₂_TFN 膜。

研究团队通过深入分析提出，Zr-MOF@MoS₂纳米杂化材料对纳滤膜性能的提升源于多机制协同作用：其一，Zr-MOF 的多孔结构为水分子传输提供了额外通道，有效降低了传质阻力；其二，MoS₂纳米片的高比表面积可促进 Zr-MOF 纳米颗粒在膜内的均匀分散，避免因颗粒团聚导致的膜孔堵塞；其三，膜表面增强的负电性通过电荷排斥效应，进一步强化了对污染物的截留与抗污染能力。其中，UiO-66@MoS₂纳米杂化材料因兼具高比表面积与适宜的孔径大小，成为提升膜性能的最优选择。

该研究的创新价值主要体现在两方面：一是首次系统对比了不同类型 Zr-MOF 与 MoS₂复合形成的纳米杂化材料在纳滤膜中的应用效果，明确了各材料的性能差异与适用场景；二是深入阐明了杂化材料提升膜性能的作用机制，为后续新型膜材料的设计提供了理论指导。此外，研究中采用商业化聚合物 P84® 作为膜基材，有效降低了膜材料的制备成本，为其规模化生产与实际应用创造了有利条件。

水展观察到，这项研究通过 Zr-MOF@MoS₂纳米杂化材料与纳滤膜的创新性结合，成功破解了传统纳滤膜水通量低的技术难题，为开发高效、稳定的新一代纳滤膜产品提供了重要参考，对推动水处理技术进步、缓解全球水资源短缺问题具有重要的现实意义。

来源： Journal of Water Process Engineering 6.7

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