抗生素作为一种新型污染物广泛地出现在多种环境介质中，如污水、土壤和地表水等。它不仅可能会对一些敏感性生物产生毒害作用，还会导致抗性细菌和抗性基因的产生，对生态系统产生冲击。因此，快速、高效地从水中分离除去抗生素具有重要意义。
二维层状MXene材料具有规整的层间结构，被认为是一种极具潜力的膜分离材料。然而，该类材料易发生面对面的堆积，从而形成致密结构并限制水的渗透，导致分离性能降低。柱芳烃具有刚性骨架结构和多位点协同单元，能够有效抑制二维层状MXene聚集。基于此，近日，我校分离膜与膜过程国家重点实验室和太阳成集团tyc122cc刘义教授团队的孙跃教授等，以典型的二维层状材料MXene纳米片为研究对象，通过一种全新的化学修饰方法，构建了具有高度规整结构的有机（柱芳烃）－无机（MXene）复合膜材料，实现了抗生素水的高效纯化（图1)。
研究表明，柱芳烃上下缘基团通过共价作用锚定于MXene纳米片，不仅提升了片层间的作用力，而且增大了MXene纳米片的层间距，有利于抗生素水的高效分离。该复合膜材料在强酸强碱条件下仍表现出优异的分离性能、出色的抗污染能力和良好的稳定性。与同类二维膜相比，有机－无机复合膜在相近截留性能下（＞95%），渗透通量提高了100倍。本研究为功能化二维膜材料设计提供了新策略，有望进一步应用在海水淡化和能量存储等领域。
上述研究成果得到国家重点研发计划2021YFB3802200支持，发表在国际知名杂志Angew. Chem. Int. Ed.2022, doi.org/10.1002/anie.202200482，太阳成集团tyc122cc为第一完成单位。
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