校园网讯 近日，开云(中国)化工学院博士万弘毅作为共同通讯作者在国际权威SCI一区期刊《Green Energy & Environment》（IF 13.3）和《Separation and Purification Technology》（IF 8.6）连发两篇论文。通过开发新型膜材料，在新兴污染物的选择性治理以及可持续电解水制氢方面取得突破。

直接电解海水制氢技术的研究尚处于初级阶段，仍然面临着极大的挑战，包括由海水复杂成分引起的副反应、腐蚀和结垢。目前海水淡化技术已相对成熟，且水净化单元的运维成本也低于电解单元。为此，研究人员转向使用正渗透（FO）驱动的海水淡化为电解制氢提供净水。然而，该策略受到中性电解环境下低电流密度和贵金属催化剂高成本的限制。万弘毅通过筛选耐碱聚酰胺正渗透膜，自发从海水中选择性地提取水分子（渗透压差），为碱性海水电解自发提供净水。聚酰胺正渗透膜在长达一个月的耐碱测试中展示了卓越的水/离子选择透过性（约5830 mol mol^-1），在防止电解质流失的同时（保留了超过97%的OH^-），保持内部电解液与海水盐分的浓度梯度。在离岸真实海水的测试环境下，该系统维持360 mA cm^-2的商业级电流密度达360小时（槽压2.10 V~2.15 V）。并且在维持了>95%的水平衡（V_FO=V_electrolysis）情况下，预防了Cl/Br的腐蚀（98%截留）和Mg/Ca导致的催化剂钝化（99.6%截留）。这项研究为海水高效制氢提出了一种新思路。该工作以“Self-sustaining alkaline seawater electrolysis via forward osmosis membranes”为题，于2024年4月17日发表在SCI一区期刊Green Energy & Environment（DOI: 10.1016/j.gee.2024.04.003）。文章第一作者是华东理工大学硕士生时克，通讯作者为庄林洲教授、徐至教授和开云(中国)万弘毅。

全氟烷基物质（PFAS）由于其难以降解的特性和过去几十年的滥用，已成为全球范围内水体污染的主要问题之一。膜分离作为一种低能耗、高分离效率的水处理方法，在PFAS分离方面显示出了良好的性能。然而，目前主要研究的纳滤膜存在水通量低、能量消耗高的问题，而水通量更大的超滤膜则由于孔径过大而无法有效去除PFAS。因此，针对天然水体环境中的PFAS污染问题，万弘毅课题组提出了一种结合了吸附和膜分离的吸附膜设计，通过引入吸附机制增强了对PFAS的去除能力，开发了一种亲水性的季铵化聚丙烯腈超滤膜，在中性环境下对全氟辛烷磺酸保持了超过98%的去除率。该吸附膜兼具高水通量和高PFAS去除率，成功地突破了水处理膜领域中因单一尺寸筛分机理导致难以兼顾水通量和选择性的“trade-off”效应，并通过孔径调控的方式有效地应对了实际水体中腐殖酸等各种竞争物质的干扰。该工作以“Hydrophilic membranes for effective removal of PFAS from water: anti-fouling, durability, and reusability”为题，于2024年4月9日发表在SCI一区期刊Separation and Purification Technology（DOI：10.1016/j.seppur.2024.127379）。文章第一作者是华东理工大学硕士生方傅末晗，通讯作者是徐至教授和开云(中国)万弘毅。