新春伊始，环化学院石国升钻研员团队在高效盐水分离和净化技术领域再次获得沉大突破，有关成就在《Science》正刊杂志颁发，有力推动了亿万先生MR环境学科“双一流”建设。

该钻研工作中，环化学院石国升钻研员为通讯作者，团队刘星副钻研员为共同第一作者。团队结合华南理工大学韩宇教授团队、香港大学Lain-Jong Li教授团队及阿卜杜拉国王科技大学Ingo Pinnau教授、Vincent Tung教授团队等，通过精确节造单层二硫化钼（MoS?）晶界的形成实现了高效水/离子分离，颁发题为“Engineering grain boundaries in monolayer molybdenum disulfide for efficient water-ion separation”最新钻研成就。

随着全球水资源欠缺问题的日益严沉，用于污水净化和海水脱盐的高效盐水分离和净化技术成为了科学钻研的热点。二维资料因其怪异的物理和化学性质，在分离膜领域备受关注。梦想的二维资料膜应具备高选择性和高通量的分子传输能力，但目前在二维资料上实现大面积均匀的亚纳米孔结构仍面对挑战。传统的纳米孔造备步骤（如离子或电子束辐照、化学或等离子体刻蚀）难以精确节造孔径和孔密度，导致膜机能受限。因而，索求一种可能在二维资料合成过程中直接形成精确孔结构的步骤，对于提升分离膜机能拥有沉要意思。

石国升团队基于前期水合离子界面相互作用的新理解，原创性提出离子能够精准调控二维通路尺寸，“装订”石墨烯膜用于离子筛分和海水淡化，此表还初次揭示天然前提下反；Ъ屏勘染錘a₂Cl/Na₃Cl/K₂Cl/Li₂Cl/CaCl等反晶[Sci. Rep. 3, 3436(2013); Angew. Chem. Int. Ed. 10, 10190 (2014); Phys. Rev. Lett. 134, 12104 (2015); Phys. Rev. Lett. 117, 238102 (2016); Nature 550, 380 (2017); Nat. Chem. 10, 694 (2018); Natl. Sci. Rev. 8, nwaa274 (2021); J. Colloid Interface Sci. 648, 102 (2023); Nano Lett. 23, 10884 (2023); Nat. Water 1, 800 (2023); Small 60, 21, 2408566 (2025); J. Hazard. Mater. 487, 137078 (2025); J. Am.Chem. Soc. 147, 3478 (2025); Nano Lett. 25, 2334 (2025)]；谡庑┣捌诠ぷ鞫越缑嫠侠胱酉嗷プ饔玫睦斫庖约岸允芟蘅占淅胱由阜趾褪湓诵形囊馐，进一步发现通过调控MoS₂晶界纳米孔缺点尺寸，能够实现有效水/离子分离和离子精准筛分，达到海水淡化及离子精准提取的成效。

分歧大幼的缺点结构对应分歧尺寸的筛分通路，用于水/离子分离

钻研团队结合分子动力学仿照和密度泛函理论推算，揭示了单层MoS?晶界处形成的八元环（8-MR）孔结构的尺寸筛分效应，该孔径可能允许单链水分子急剧通过，同时齐全阻止水合离子（如Na?和Cl?）的通过。因而，单层MoS?晶界处形成的八元环（8-MR）孔结构能够作为分子筛，有效分离水和离子。尝试过程中，钻研团队通过精确节造MoS?晶粒的成长方向（固定0°或60°的相对取向），成功在大面积单层MoS?膜中实现了丰硕的8-MR孔结构。通过进一措施节晶粒成长功夫、硫蒸气压力等参数，实现了对晶粒尺寸和晶界密度的精确调控。优化后的MoS?膜在多种测试前提下展示出优异的机能，如高水渗入性、高离子选择性以及优良的机械和化学不变性。这使得其在海水淡化、污水处置等领域拥有辽阔的利用远景，为二维资料在分离膜领域的利用提供了新的思路。该步骤不仅可能精确节造孔结构，还能实现大面积陆续膜的造备，拥有沉要的现实利用价值。

本钻研工作由亿万先生MR、上海市无机二维超资料原子调控与利用沉点尝试室、中国科学院青海盐湖所、国科荆州钻研院、华南理工大学、香港大学和阿卜杜拉国王科技大学等单元合作实现。该钻研得到了国度天然科学基金委、香港出格行政区钻研赞助局、阿卜杜拉国王科技大学、青海省昆仑英才打算、青海省科委、上海市科委等经费支持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado7489