基于MXene材料修饰薄膜复合纳滤膜的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.021

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (12): 135-142.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.021

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基于MXene材料修饰薄膜复合纳滤膜的研究进展

包罗¹^,²(), 李新冬¹^,²(), 朱勤燕¹^,², 郏江辉¹^,², 于思伟¹^,², 蔡勐¹^,², 钟招煌¹^,²

^1.河流源头水生态保护江西省重点实验室，江西赣州 341000
^2.赣州市赣江流域水质安全保障技术创新中心，江西赣州 341000

收稿日期:2024-12-30 出版日期:2025-12-26 发布日期:2025-12-22
通讯作者: 李新冬（1976-），女，副教授，研究方向为水处理技术，lixind@163.com
E-mail:931429031@qq.com;lixind@163.com
作者简介:包罗(2000-)，男，硕士研究生，研究方向为水处理技术，931429031@qq.com
第一联系人：地址：北京市海淀区阜成路11号《中国塑料》杂志社
邮编：100048

Research progress in composite nanofiltration membranes modified with MXene

BAO Luo¹^,²(), LI Xindong¹^,²(), ZHU Qinyan¹^,², JIA Jianghui¹^,², YU Siwei¹^,², CAI Meng¹^,², ZHONG Zhaohuang¹^,²

^1.Jiangxi Provincial Key Laboratory of Water Ecological Conservation at Headwater Regions，Ganzhou 341000，China
^2.Innovation Center for Water Quality Security Technology at Ganjiang River Basin，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，China

Received:2024-12-30 Online:2025-12-26 Published:2025-12-22
Contact: LI Xindong E-mail:931429031@qq.com;lixind@163.com

摘要/Abstract

摘要：

在深入研究国内外MXene纳滤膜最新进展的基础上，对MXene的合成方法进行了系统的介绍，归纳总结了MXene纳滤膜的构建方式及其相应优点，着重对MXene在NF膜中所发挥的作用进行了深入的分析，并针对MXene纳滤膜目前存在的问题以及未来可能的研究方向进行了讨论与展望，以期为该领域的发展提供新的思路和方向。

关键词: MXene, 膜分离, 中间层, 混合基质膜, 纳滤膜

Abstract:

This review paper comprehensively reviews recent advancements in the development of MXene⁃based composite nanofiltration membranes. By outlining the primary synthesis routes for MXene nanomaterials， the review critically analyzes various strategies for constructing thin⁃film composite membranes with MXene， highlighting the distinct advantages of each approach， such as enhanced water permeability or improved selectivity. The multifaceted roles of MXene in modifying membrane properties， including permeability， selectivity， and antifouling performance， are thoroughly discussed. Finally， the review addresses the current challenges hindering the widespread application of MXene⁃based nanofiltration membranes and offers perspectives on promising future research directions. This work aims to provide valuable insights and guide further innovation in the field of high⁃performance separation membranes.

Key words: MXene, membrane separation, interlayer, hybrid matrix membrane, nanofiltration membrane

中图分类号:

TQ320.72⁺1

包罗, 李新冬, 朱勤燕, 郏江辉, 于思伟, 蔡勐, 钟招煌. 基于MXene材料修饰薄膜复合纳滤膜的研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(12): 135-142.

BAO Luo, LI Xindong, ZHU Qinyan, JIA Jianghui, YU Siwei, CAI Meng, ZHONG Zhaohuang. Research progress in composite nanofiltration membranes modified with MXene[J]. China Plastics, 2025, 39(12): 135-142.

图/表 11

参考文献 49

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MXene基材料	负载方式	水通量/LMH·bar^-1	盐/染料截留率	参考文献
COOH–Ti₃C₂T_x	涂刷法	12.90	MgSO₄ （99.1 %）	［45］
Ti₃C₂T_x⁃TA⁃PEI	层层自组装法	204.00	埃文思蓝（EB）（99.9 %） 758.1的超高染料/盐分离比	［26］
ZnO⁃Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	138.81	CR（5.44 %）循环6次后RhB>88.48 %	［32］
TiO₂⁃Ti₃C₂T_x	喷涂法	11.10	MgSO₄（98.29 %）	［7］
Ti₃C₂T_x⁃MoS₂	真空辅助过滤	150~242	MO（95.8 %） CR（99.3 %） MB（98.5 %） Rh（99 %）	［33］
Amino acid⁃bonded Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	7.17~13.11 LMH/bar	MgSO₄（86.28 %） MgCl₂（81.36 %，） Na₂SO₄（72.88 %） NaCl（66.82 %）	［40］
HPEI⁃AgNP@ Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	24.63~30.73	MgSO₄（84.15 %）， MgCl₂（77.01 %） Na₂SO₄（74.67 %） NaCl（56.58 %）	［49］
MXene+SFNs	界面聚合	24.45	CR（99.41 %）对二甲苯亮色花青素（99.43 %） MB（99.08 %） Na₂SO₄（64.30 %） MgSO₄（14.35 %） MgCl₂（3.90 %） NaCl（15.85 %）	［24］
Ti₃C₂T_x⁃PDA	界面聚合	38.20	CR（99.7 %）活性蓝（RB19）（99.6 %）， MB（98.5 %）考马斯亮蓝（CBB）（99.5 %） NaCl（12.6 %） Na₂SO₄（29.9 %）	［42］
Ti₃C₂T_x	混合基质	2 880.00	97.9 %的除油率水蒸气渗透率（WVP）达到 18 100 GPU	［36］
ZnFeO @MXene	混合基质	492.80	BSA（92.5 %）高染料/盐分离比 CR （97.3 %） Na2SO（ 8 %）	［37］

MXene基材料	负载方式	水通量/LMH·bar^-1	盐/染料截留率	参考文献
COOH–Ti₃C₂T_x	涂刷法	12.90	MgSO₄ （99.1 %）	［45］
Ti₃C₂T_x⁃TA⁃PEI	层层自组装法	204.00	埃文思蓝（EB）（99.9 %） 758.1的超高染料/盐分离比	［26］
ZnO⁃Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	138.81	CR（5.44 %）循环6次后RhB>88.48 %	［32］
TiO₂⁃Ti₃C₂T_x	喷涂法	11.10	MgSO₄（98.29 %）	［7］
Ti₃C₂T_x⁃MoS₂	真空辅助过滤	150~242	MO（95.8 %） CR（99.3 %） MB（98.5 %） Rh（99 %）	［33］
Amino acid⁃bonded Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	7.17~13.11 LMH/bar	MgSO₄（86.28 %） MgCl₂（81.36 %，） Na₂SO₄（72.88 %） NaCl（66.82 %）	［40］
HPEI⁃AgNP@ Ti₃C₂T_x	真空辅助过滤	24.63~30.73	MgSO₄（84.15 %）， MgCl₂（77.01 %） Na₂SO₄（74.67 %） NaCl（56.58 %）	［49］
MXene+SFNs	界面聚合	24.45	CR（99.41 %）对二甲苯亮色花青素（99.43 %） MB（99.08 %） Na₂SO₄（64.30 %） MgSO₄（14.35 %） MgCl₂（3.90 %） NaCl（15.85 %）	［24］
Ti₃C₂T_x⁃PDA	界面聚合	38.20	CR（99.7 %）活性蓝（RB19）（99.6 %）， MB（98.5 %）考马斯亮蓝（CBB）（99.5 %） NaCl（12.6 %） Na₂SO₄（29.9 %）	［42］
Ti₃C₂T_x	混合基质	2 880.00	97.9 %的除油率水蒸气渗透率（WVP）达到 18 100 GPU	［36］
ZnFeO @MXene	混合基质	492.80	BSA（92.5 %）高染料/盐分离比 CR （97.3 %） Na2SO（ 8 %）	［37］

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