全球水資源短缺是我們這個時代最大的人道主義危機之一。缺乏足夠的安全和清潔飲用水已經威脅到近20億人的健康，而且預計情況只會更糟。由於迫切需要增加超過水文迴圈所能提供的水供應，因此有必要採用高階處理工藝來增加非常規水源的水供應，如海水、內陸微鹹水和各種廢水。膜基分離技術由於其高效率和低能耗而引起了人們對高階處理工藝的極大興趣。

具有多功能反應基團和可調微結構的氧化石墨烯膜(GOms) 具有實現超高滲透率的潛力得到了廣泛的應用，近年來引起了人們的廣泛關注。此外，複合膜的層間距可以很容易地調節膜的滲透性和選擇性，這被提議為能夠進行精確大小選擇性分子篩分的方法。雖然GOms前景廣闊，但其實際可行性卻受到了阻礙，這是由於GO膜在水溶液中結構不穩定性以及選擇性不強，一直是個挑戰。

近日，北京工業大學安全福教授團隊報道了一種高度穩定和超滲透的沸石-咪唑啉骨架-8（ZIF-8）-奈米雜化GOms，它是透過冰模板和ZIF-8在奈米片邊緣的原位結晶製備的。微孔缺陷中ZIF-8的選擇性生長擴大了層間間距，同時也賦予層壓板框架機械完整性，從而產生穩定的微觀結構，能夠維持60 L m−2 h−1 bar−1（比GOm高30倍）的透水性180 h。這項研究工作以“Graphene oxide membranes with stableporous structure for ultrafast water transport”為題發表在國際頂級期刊《Nature Nanotechnology》上。

論文連結：

https://www.nature.com/articles/s41565-020-00833-9

圖1. IF-8 @ f-Gom薄膜製備示意圖和結構表徵

圖2. GO基膜的孔結構和ZIF-8生長機理示意圖

圖3 錯流條件下GO基膜的納濾效能表徵

圖4 ZIF-8@f-GOm分離機理