《Journal of Colloid and Interface Science》：Interfacial co-assembly of colloidal covalent organic frameworks and lignocellulosic nanofibers via thermally assisted pressurized molecular weaving for selective separation membranes
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•热辅助加压编织技术提升了胶体COF膜的可制造性。•动态孔隙与界面设计使得该膜具有出色的抗生素脱盐性能。•LCNF与COF之间的协同界面作用增强了膜的拉伸强度。•LCNF成分赋予了材料环保特性，同时降低了微塑料污染风险。•可大规模生产的大面积制备方法为实际膜应用带来了希望。引言共
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热辅助加压编织技术提升了胶体COF膜的可制造性。
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动态孔隙与界面设计使得该膜具有出色的抗生素脱盐性能。
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LCNF与COF之间的协同界面作用增强了膜的拉伸强度。
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LCNF成分赋予了材料环保特性，同时降低了微塑料污染风险。
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可大规模生产的大面积制备方法为实际膜应用带来了希望。
引言
共价有机框架（COF）因其长程有序结构与固有多孔性而被视为一类独特的晶体多孔有机材料[1]。这类材料由通过共价键连接的有机单体构成，可形成一维、二维或三维网络结构[2]。由于其模块化特性，可通过合理选择有机构建单元来精确控制孔径大小及功能特性[3]。通常，COF是通过溶剂热法制备成细粉，之后需进一步加工成适合工业应用的稳定结构[4]。在分子分离领域，尤其是从离散颗粒制备连续无缺陷的COF膜方面，已经引起了广泛关注[5]。这类COF膜具有可动态调节的孔径和较高的比表面积，能够实现快速的质量传输，这些都是进行分子级精准分离所必需的特性[6]。然而，目前的COF膜存在诸多根本性缺陷，包括界面作用不足、难以加工成连续结构以及难以实现大规模生产[7]。此外，COF膜还需要具备出色的机械柔韧性和稳定性，这样才能实现良好的折叠性能，进而便于将其集成到微型化、紧凑型的分离装置中，用于实际的工程应用[8]。
一种常见的制备坚固COF复合膜的方法是在大孔支撑体上合成COF功能层[9]。在这种体系中，聚合物支撑体提供了在压力驱动的分离过程中保持结构完整所需的机械强度。不过，聚合物支撑体不可避免地会引入一些非活性物质，这不仅限制了人们对膜支撑体一侧的接触，还可能影响膜的化学兼容性和机械柔韧性[10]。更为严重的是，当含有聚合物的COF膜失效并被处理时，其中的聚合物碎片会释放到环境中，有可能转化为微塑料，进入生物系统并通过食物链积累，从而对人类健康构成重大威胁，这也凸显出解决环境和生物安全问题的紧迫性[11]。
目前已有几种直接制备独立型COF膜的方法被报道，其中大部分属于界面聚合或溶液浇铸类方法[12]。液-液界面聚合是制备独立型COF膜最常用的方法，它能够在制备超薄且无缺陷的膜方面展现出很高的灵活性[13]。但该方法在规模化生产方面存在显著局限，比如溶剂消耗量大、难以在大面积上维持均匀的液-液界面，以及难以处理脆性的独立型膜材[14]。其他替代策略，如逐层组装纳米片和溶液蒸发法，则依靠通过扩散受限的有机单体混合物或对甲苯磺酸介导的反应来生长COF[15]。不过，这些现有方法的可操作性较差，且难以实现大规模生产，也无法制备出具有精确控制的微观结构以及从亚微米到几微米不等的可调厚度的优质膜材[16]。综上所述，这些问题都凸显出迫切需要开发出既环保又能实现高规模化生产、精准分离、长期稳定性以及最小环境影响的COF膜。
木质纤维素纳米纤维是一种极具潜力的可持续增强材料，可用于多孔复合膜的制作，已有大量研究对其独特的结构与功能优势进行了分析。一些先前的研究表明，木质纤维素纤维中固有的木质素具有粘附性，能够增强不同组分之间的界面结合，从而提升所得材料的整体机械强度[17]、[18]。对缠绕在一起的纤维素纤维结构的进一步分析表明，介观级别的纤维间空隙在很大程度上构成了纯纳米纤维素网络的自由体积，这也是这类纤维结构的一个典型特征[19]。针对含有胶体填料与纤维基质的复合体系的研究显示，尺寸合适的胶体纳米粒子可以渗透并填充纳米纤维素网络中的介观级纤维间空隙。一旦这些介观空隙被填满，复合材料内部自由空间的尺寸就会缩小到纳米级别，进而改变整个复合体系的孔结构[20]。上述结构与界面特性为通过胶体填料来调控纤维网络的孔结构提供了可行思路。值得注意的是，将COF与LCNF网络相结合，能够充分利用LCNF自身的粘附性和孔结构调控能力，这是制备可生物降解分离膜的一条很有前景且可行的途径。不过，目前在这一方向上的相关研究还相对较少。
在此，我们借鉴天然木材中纤维素、木质素与半纤维素之间的协同作用机制，提出了一种高效策略。通过利用可溶液处理的COF胶体颗粒，并将其与木材的天然组成成分LCNF相结合，我们开发出一种热辅助加压分子编织技术，用于制备独立的LCNF@TpPa-SO?H膜（见图1）。与传统复合材料不同，LCNF在正在形成的膜中充当“纳米增强骨架”，起到机械模板的作用，提升膜的机械强度，而木质素则发挥“结构粘合剂”的作用。尤为关键的是，热加压过程能够触发木质素的原位自聚缩合，这种作用不仅能增强胶体COF颗粒与纳米纤维基质之间的界面粘附力，还能动态调节膜的孔结构。这种双重机制使得该膜具有优异的抗生素/盐分分离性能以及长期的运行稳定性，其性能优于许多已报道的同类膜材。通过多种表征方法结合密度泛函理论计算，我们阐明了调控这一组装过程所涉及的独特界面相互作用机制。最为引人注目的是，将这些膜埋在土壤中13周后，会观察到明显的宏观破碎现象，这大大降低了其使用后的环境风险。此外，该策略还能够实现大规模生产孔径可调控至1纳米的大面积膜材。总体而言，这项工作展示了如何通过精准调控界面行为，将分散的COF胶体单元转变为高强度的功能性膜材，为通过界面工程设计出性能优异的分离膜提供了可持续的解决方案。
章节摘要
材料与化学品
四环素盐酸盐（TC，AR，99%）、多柔比星盐酸盐（DOX，AR，98%）、氧四环素盐酸盐（OTC，AR，98%）、双氯芬酸钠（DS，AR，98%）、头孢曲松钠（CS，AR，98%）、对甲苯磺酸（AR，98%）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF，AR，99%）、1,3,5-三甲酰基间苯二酚（Tp，AR，99.5%）以及2,5-二氨基苯磺酸（Pa-SO?H，AR，95%）均购自上海麦克林生化科技有限公司。硫酸镁（AR，99%）、硫酸钠（AR，99%），
TpPa-SO?H与LCNF组装体的表征与相互作用分析
LCNF@TpPa-SO?H复合膜是通过在高离子性的TpPa-SO?H COF与LCNF之间进行真空辅助共组装而制得的。在共组装之前，我们对LCNF与TpPa-SO?H COF这两种单体的溶液状态分散行为及其固有性质进行了系统研究。TpPa-SO?H COF表现出明显的丁达尔效应，这证实了该胶体溶液已经成功制备出来（见图S3，表S1）。通过透射电子显微镜以及动态光散射技术
结论
受天然木材分层结构的启发，本研究开发出一种热辅助加压分子编织技术，通过可溶液处理的胶体COF与LCNF之间的界面共组装，成功制备出了独立的LCNF@TpPa-SO?H膜。我们的核心发现是，热压处理能够引发LCNF中木质素的原位自聚缩合，这一过程不仅增强了胶体COF颗粒与纳米纤维基质之间的界面粘附力，还缩小了
关于使用生成式AI的声明
在撰写本文的过程中，作者们使用了ChatGPT来进行语言校对和语法优化。在使用该工具之后，作者们又对内容进行了必要的审阅和修改，并对最终发表的文章内容负全责。
CRediT作者贡献说明
崔玉书：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、可视化、方法学、实验研究、数据整理。曹宁：写作——审阅与编辑、项目管理、资金申请、概念构思。刘逸轩：软件相关工作。窦安奇：实验研究。吴良宇：结果验证。吕佳欣：形式分析。王一蒙：形式分析。桓思琪：监督指导。庞金辉：资源提供。郭晓瑞：监督指导。刘阳：写作——审阅与编辑、概念构思。唐中华：
伦理审批情况
无需审批。本研究未涉及人类或动物实验对象。
资金支持
本研究得到了黑龙江省自然科学基金联合培养基金（PL2025E008）、中国国家自然科学基金青年科学基金（52403262）、中国博士后科学基金会（2023 M730527）、黑龙江省高层次博士后计划（LBH–Z23042）以及中央高校基本科研业务费专项基金（2572023CT11–06）的支持。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了黑龙江省自然科学基金联合培养基金（PL2025E008）、中国国家自然科学基金青年科学基金（52403262）、中国博士后科学基金会（2023M730527）、黑龙江省高层次博士后计划（LBH–Z23042）以及中央高校基本科研业务费专项基金（2023CT11-06）的支持。在此，我们要对那些在技术
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