Covalent organic framework membrane for efficient removal of emerging trace organic contaminants from water

污染物 共价有机骨架 环境化学 化学 纳滤 污染 烷基 共价键 水处理 化学工程 环境科学 有机化学 环境工程 生物 生物化学 生态学 工程类
作者
Tongtong Liu,Yayun Zhang,Zhen Shan,Miaomiao Wu,Bocong Li,Hao Sun,Guanyong Su,Rui Wang,Gen Zhang
标识
DOI:10.1038/s44221-023-00162-w
摘要

Emerging trace organic contaminants are harmful pollutants that accumulate over time and pose serious potential hazards to human health and the ecosystem. Membrane technology provides a promising and sustainable method to remove them from the water environment. However, the pore sizes of most commercial membranes are larger than the molecular size of most trace organic contaminants, making it challenging to achieve effective interception. Here,we propose a side-chain engineering strategy to regulate the pore size of covalent organic framework membranes from mesopore to micropore by introducing alkyl chains of varying lengths into their pore surfaces. The alkyl chain-appended covalent organic framework membranes show efficient interception of various organic pollutants, including citrate esters, nitropolycyclic aromatic hydrocarbons, organophosphate esters and pesticides as small as 0.35 nm, with a rejection rate greater than 99% and corresponding flux higher than 110 kg m−2 h−1 MPa−1. This work provides an avenue for effectively removing different types of organic pollutant from water resources to ensure the safety and sustainability of our water supply. Membranes are useful for removing pollutants from water, but the pore size of most commercial membranes is larger than the molecular size of many trace organic contaminants. Here an engineered covalent organic framework allows pore size regulation to efficiently remove organic pollutants.
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