北京理工大学王博、冯霄教授团队和中国科学技术大学王奉超教授团队合作，在膜蒸馏海水淡化领域取得进展。研究成果以“具有亲疏水梯度的共价有机框架薄膜膜蒸馏（Hydrophilicity gradient in covalent organic frameworks for membrane distillation）”为题发表于《自然-材料》（Nature Materials）期刊。研究团队以具有规整贯穿纳米孔道的二维共价有机框架（covalent organic framework, COF）薄膜为基础，通过引入竞争性可逆共价键合策略，制备了孔道大小和孔内亲疏水环境随深度梯度变化的COF薄膜，实现了高通量膜蒸馏海水淡化。一方面，超薄疏水分离层（传质路径短）以及垂直贯穿的纳米孔道（曲率低），使得水蒸气的跨膜阻力大幅下降；另一方面，限域纳米孔道对水蒸发具有增强效应。使COF复合膜在NaCl截留率为99.99%的同时，通量达220 L m^–2 h^–1（3.5 wt.% NaCl溶液为进料液，测试温度65 ^oC）。此外，在COF薄膜中构建的孔径以及亲疏水梯度赋予膜材料抗污染性能。纳米孔内静电排斥作用的增强，延缓孔壁盐结晶，降低膜浸润风险，使分离膜具有长期运行稳定性。