二维共价有机骨架（2D-COFs）具有明确的孔隙率和稳定性。

近日，澳大利亚悉尼大学陈元教授，新加坡南洋理工大学Kun Zhou，Kunli Goh报道了揭示了2D-COFs在用于有机溶剂纳滤（OSN）的纳米层压石墨烯膜中的三个作用。

文章要点

1）研究人员首先将2D-COF-LZU1插层在rGO纳米片层叠层中，形成杂化纳米层合膜。然后，展示了优化后的膜在不同有机体系中的OSN性能和稳定性，以评价其结构完整性，并验证2D-COF插层的效果。实验结果显示，由2D-COFs和还原氧化石墨烯（rGO）组装而成的优化杂化纳米层在不牺牲选择性的情况下，甲醇渗透率提高了162%。

2）研究人员通过第一性原理分子动力学（FPMD）模拟和密度泛函理论（DFT）计算，研究了COF-LZU1、rGO与四种不同溶剂分子在COF/rGO/溶剂界面上的相互作用，揭示了不同有机溶剂体系下发生的微妙变化。研究发现，干燥后， 2D-COFs插层起到纳米隔离剂的作用，以防止rGO的重堆积。然而，当2D COF被润湿时，其承担了稳定剂和多孔填料材料的额外作用。此外，2D-COFs由于在COF/rGO界面存在溶剂化驱动的电荷重新分布，使得在COF和rGO纳米片之间产生了稳定力，从而缓解了rGO在溶剂中的溶胀。此外，2D-COFs可以缩短15.5%的传输路径，并为溶剂渗透提供“捷径”。

这项工作揭示了2D-COFs作为纳米隔离剂/稳定剂/多孔填料的三重作用，为促进OSN杂化纳米层合膜的发展提供了新的见解。

参考文献

Sui et al., The tripartite role of 2D covalent organic frameworks in graphene-based organic solvent nanofiltration membranes, Matter (2021)

DOI：10.1016/j.matt.2021.06.043

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.06.043