综述：层状双金属氢氧化物改性膜在水处理中的应用：从分子机制到实际应用

《Journal of Water Process Engineering》：Layered double hydroxide–modified membranes for water treatment: From molecular mechanisms to practical applications

　　基于机制的分析将LDH结构与膜输运联系起来。• LDH通过纳米通道、电荷和水化效应调节分离过程。• 结构-输运关系决定渗透率、选择性和膜污染倾向。• 新兴应用领域已扩展至全氟和多氟烷基物质、药物及营养盐回收。• 可扩展性和纳米片重新堆叠问题仍是实际应用的障碍。**缩写**- AFM：原子力显微镜- BET：布鲁纳-埃迈特-特勒- BSA：牛血清白蛋白- BPAC：香蕉皮衍生活性炭- CA：接触角- CD：环糊精- COF：共价有机框架- DOC：溶解性有机碳- FRR：通量恢复率- FTIR：傅里叶变换红外光谱- GO：氧化石墨烯- PVC：聚氯乙烯- LDH：层状双氢氧化物- LDO：层状双氧化物- LMH：升每平方米每小时- LYS：溶菌酶- MB：亚甲基蓝- MF：微滤- MOF：金属有机框架- NF：纳滤- PAN：聚丙烯腈- PEI：聚醚酰亚胺**章节摘要****层状双氢氧化物的结构特征与设计原则**层状双氢氧化物作为多功能二维材料已引起广泛关注，这得益于其可调控的组成、层状结构和离子交换特性。这些特征决定了其物理化学行为，并为在分离应用中定制功能特性提供了极大的灵活性。本节介绍了层状双氢氧化物的基本结构特征，讨论了结构参数与功能之间的关系。**层状双氢氧化物的合成方法**层状双氢氧化物的实验室合成可以实现对其化学组成、层状结构和物理化学特性的精确控制。除了组成和层间化学外，合成条件还决定了纳米片的形貌、结晶度、缺陷密度和剥离行为，这些因素都会强烈影响改性膜的性能。除了结晶度和形貌外，合成条件还影响纳米片的厚度和缺陷特性。**改性膜的表征技术**改性膜的性能与其结构组织、表面化学和输运特性密切相关。因此，通常需要组合使用互补的表征技术来建立层状双氢氧化物结构、膜架构和分离行为之间的关系。每种表征技术提供不同但互补的信息，有助于理解膜的渗透率、选择性。**增强膜性能的机制**层状双氢氧化物通过影响表面性质、静电相互作用、输运通道和膜稳定性来影响膜的分离性能。其亲水性、带正电荷的层状结构和可调的层间 galleries 可能改变膜-水相互作用，调节离子输运和选择性，促进选择性渗透，并减少膜污染倾向。此外，层状双氢氧化物的引入还可以提高。**结论与展望**层状双氢氧化物已作为膜分离领域的高多功能材料而崭露头角，这得益于其可调控的组成、层状结构、固有亲水性和离子交换能力。正如本综述所讨论的，层状双氢氧化物已被以多种形态整合到膜系统中，从膜添加剂和表面修饰剂到活性分离层。它们的整合已扩展了膜技术的应用范围。**作者贡献声明**Zahra Shoushtari：撰写——原稿、数据整理。Reyhaneh Eizi：撰写——审阅与编辑。Ehsan Saljoughi：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理。Seyed Mahmoud Mousavi：撰写——审阅与编辑、监督。Hamed Karkhanechi：撰写——审阅与编辑。Amirreza Malekzadeh Dirin：撰写——审阅与编辑、调查。**利益冲突声明**作者声明，他们不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。Zahra Shoushtari|Reyhaneh Eizi|Ehsan Saljoughi|Seyed Mahmoud Mousavi|Hamed Karkhanechi|Amirreza Malekzadeh Dirin