(2-羟丙基)-β-环糊精调控石墨烯量子点纳滤膜：高水渗透性与抗生素高效截留的协同突破

针对纳滤膜(NF)在抗生素废水处理中渗透性与选择性难以兼顾的难题，研究人员通过将(2-羟丙基)-β-环糊精(OH-β-CD)引入氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)水相，构建了N-CD0.1复合膜。该膜通过OH-β-CD调控界面聚合过程并形成优先水通道，使水渗透性提升至15.82 L·m?2·h?1·bar?1（达N-GQDs膜的2.05倍），同时保持对环丙沙星等抗生素>97%的截留率，为高性能NF膜设计提供了绿色策略。

　　

随着全球水资源短缺问题加剧，抗生素废水处理成为环境领域的重要挑战。近年来，COVID-19疫情更导致抗生素使用量激增，这些药物进入水体后可能引发长期的生态风险和健康隐患。纳滤技术(NF)因其高效节能的特点被视为理想解决方案，但传统纳滤膜面临渗透性与选择性难以兼得的"trade-off效应"瓶颈。

针对这一难题，中国的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表创新成果。他们巧妙地将环境友好的氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)与(2-羟丙基)-β-环糊精(OH-β-CD)结合，通过单宁酸/铁(TA/Fe)中间层调控界面聚合过程，成功制备出N-CD_0.1高性能纳滤膜。

研究采用三大关键技术：1）水热法合成N-GQDs作为水相单体；2）TA/Fe中间层构建金属-多酚网络调控单体扩散；3）OH-β-CD作为添加剂优化膜结构。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)等表征手段系统分析了膜材料特性。

【化学组分与结构调控】
FTIR证实膜表面成功形成酰胺键（1650 cm^-1处C=O特征峰），XPS显示OH-β-CD的引入使O/N原子比提升至3.21，显著增强亲水性。AFM显示N-CD_0.1膜具有更均匀的纳米结节结构（粗糙度仅8.2 nm）。

【分离性能突破】
该膜对环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星的截留率分别达98.28%、97.9%和97.46%，同时水渗透性达15.82 L·m^?2·h^?1·bar^?1，较未添加OH-β-CD的膜提升105%。分子动力学模拟表明，OH-β-CD的空腔结构形成了额外水通道，而TA/Fe层延缓了N-GQDs扩散速率，使选择层更致密。

【稳定性验证】
在3-7 bar高压条件下，膜对环丙沙星截留率始终>97%，连续运行120小时后通量衰减率仅9.7%，抗污染测试显示牛血清蛋白(BSA)污染后的通量恢复率达92.3%。

这项研究通过绿色材料协同策略，首次实现OH-β-CD与N-GQDs的分子级配合，不仅突破传统NF膜的性能瓶颈，更开创了环糊精衍生物在膜科学中的新应用范式。Gong Ji-Lai团队提出的"优先水通道+界面聚合调控"双机制，为设计下一代高效水处理膜提供了理论依据和技术路径。该成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"清洁饮水和卫生设施"目标具有重要实践价值。