DOI: 10.1016/j.seppur.2023.123825

共价有机框架（COFs）作为一种多孔晶体材料，在过去的几十年里在各个领域都表现出了广阔的应用前景。尽管如此，COFs在油水分离领域的应用却鲜有报道。在此，研究者利用收集到的COF纳米纤维，通过过滤组装方法制备了一种松散却坚固的COF膜。获得的COF膜具有独特的超润湿性，这赋予了COF膜可切换的传输性能。因此，COF膜可以以高分离效率和高渗透性实现轻质油/水混合物、重质油/水混合物、油包水乳液和水包油乳液的可控和可切换分离。这种具有水下超疏油性和油下超疏水性的智能COF膜将极大地丰富COF的应用领域，并为设计可控自由油/水混合物分离和按需油/水乳液分离的新型材料开辟新的前景。

图1.TpHZ COF粉末（a）和COF膜（b）的形成过程示意图。

图2.TpHZ COFs的SEM（a）和FE-TEM图像（b）。（c）通过过滤组装获得的TpHZ COF膜的PXRD图谱，其中COF负载为0.81mg/cm²。TpHZ COFs的FTIR光谱（d）、13C固态核磁共振光谱（e）、XPS光谱（f-h）和TGA数据（i）。

图3.所得COF膜的顶表面和横截面的SEM图像，其中COF负载为0mg/cm²（a和b），0.27mg/cm²（c和d），0.54mg/cm²（e和f），0.81mg/cm²（g和h），1.08mg/cm2（i和j）。（k和l）通过过滤组装获得的TpHZ COF膜，COF负载为2.43mg/cm²。所得COF膜的AFM图像，其中COF负载为0mg/cm²（m）、0.27mg/cm²（n）、0.54mg/cm²（o）、0.81mg/cm²（p）和1.08mg/c^m2（q）。

图4.所获得的COF膜的表面润湿性。（a）负载有不同量COFs的COF膜的WCAs和OCAs（正己烷）。（b）负载有不同量COFs的COF膜的UOWCAs和UWOCAs。

图5.轻油/水（a）和重油/水（b）的分离过程（使用COF负载为0.81mg/cm²的膜）。（c）落在水下COF膜倾斜表面上的油滴（DCM包CV）（使用COF负载量为0.81mg/cm²的膜，该膜已用于自由油/水混合物分离试验4次以上。每次使用15mL进料溶液。每次分离试验后，用乙醇洗涤膜并在60℃下干燥。待膜完全干燥并冷却至室温后，进行下一轮分离试验。（d）落在油下COF膜倾斜表面上的水滴（水包Fu）（使用COF负载为0.81mg/cm²的膜，并且该膜已用于自由油/水混合物分离试验4次以上）。

图6.负载不同量COFs的COF膜对不同油/水混合物的分离效率（a）和渗透性（b）。

图7.分离前后水包正己烷乳液（a）、水包异辛烷乳液（b）、异辛烷包水乳液（c）和正已烷包水乳液（d）的光学显微镜图像和数字照片（使用COF负载量为0.81mg/cm²的膜）。

图8.负载不同量COFs的COF膜对不同油/水乳液的分离效率（a）和渗透性（b）。

图9.COF膜的循环性能（a,b）和稳定性（c）（使用COF负载量为0.81mg/cm²的膜（12.42µm厚））。