近日，材料学院颜录科教授团队在化学与材料领域国际著名顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials，IF：18.808）上发表题为《房屋梁-柱结构启发的具有稳定层间距MXene膜用于水净化》（Column-to-Beam Structure House Inspired MXene-Based Integrated Membrane with Stable Interlayer Spacing for Water Purification）的研究论文。其中颜录科教授为论文通讯作者，2019级硕士研究生张艳梅为论文第一作者，长安大学为第一署名单位。

鉴于目前气候变化、淡水资源污染和人口增长带来的一系列严重的水资源短缺是全球性的问题，其中二维膜分离在水环境修复领域极具应用潜力。本文主要针对目前二维Ti₃C₂T_x （MXene）膜材料在水环境极易溶胀的问题，建立了一种具有稳定层间距的MXene基膜用于水净化。

建筑房屋时，通常构建梁柱结构以改善其地震阻力容量。受此启发，高长径比Ti₃C₂T_x纳米片作为“横梁”部分，氮化硼（BN）纳米片作为构建集成膜的每一块“砖”。 Ti₃C₂T_x纳米片通过共价交联和超分子氢键与BN纳米片形成稳定的相互作用限制MXene膜的溶胀。此外，聚多巴胺（PDA）和聚乙烯亚胺（PEI）通过共价交联作用作为“立柱”支撑集成膜，赋予MXene / BN @ PDA / PEI膜14.7±0.13 Å的稳定层间距，且该膜经600h溶胀测试后仍能保持其初始层间距，表现出优异的抗溶胀性。与此同时，亲水性官能团和丰富的电荷性质赋予复合膜具有出色的抗污能力和环境稳定性。这项工作引入了一种简单的途径构建MXene基膜，具有更稳定的层间通道来满足水净化要求。

《Advanced Functional Materials》是Wiley出版社发行的材料领域的顶级期刊，最新影响因子18.808，为JCR工程技术分区1区TOP期刊。论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202111660

MXene/BN@PDA/PEI膜的制备示意图：(a)具有梁-柱结构的房子，(b) Ti3C2Tx （MXene）纳米片制备，(c) MXene纳米片与BN纳米片组装成2D/2D架构，(d) PDA和PEI通过共价交联反应承担MXene/BN@PDA/PEI复合膜“立柱”部分的作用

（供图、供稿：颜录科 审核：王振军）