近日，DB游戏
刘公岩教授团队联合南京大学陈朝见研究员团队在国际学术期刊《Advanced Materials》在线发表了题为“Collagen-Derived Nanoconfined Catalytic Membranes for Highly Efficient Water Remediation”的研究论文。DB游戏
博士研究生赵鹏为论文第一作者，刘公岩教授和南京大学陈朝见研究员为共同通讯作者，DB游戏
为该论文的第一通讯单位。
图1 胶原基限域催化膜制备示意图
随着全球人口增长与制药业快速扩张，废水中抗生素等新兴污染物的检出频率与浓度不断攀升。这类污染物具有显著的环境持久性，难以通过自然过程实现有效降解，即便在痕量浓度下，仍会诱导微生物产生耐药性，对生态系统安全与公共健康构成严重威胁。活性炭吸附、紫外线消毒等传统污水处理技术，因对这类难降解污染物的去除效率有限，难以满足实际处理需求。当前研究中，芬顿法等高级氧化技术虽可通过生成活性氧（reactive oxygen species, ROS）实现此类污染物的降解，但这类技术往往需在反应体系中投加大量化学药剂，且存在活性成分寿命短、催化剂易团聚失活等问题，导致反应效率与处理经济性受限。纳米限域催化膜（nanoconfined catalytic membranes, NCM）的出现为破解这一难题提供了新思路：该类膜材料通过将纳米催化剂限域于多孔基体中，不仅能有效抑制催化剂团聚，还可强化 ROS 与污染物的界面相互作用，从而实现污染物的连续高效去除。然而，纳米限域催化膜的规模化应用仍面临诸多挑战：其一，复杂的制备工艺与高昂的生产成本，限制了其实际推广；其二，传统聚合物基 NCM 易出现孔道堵塞、催化剂流失等稳定性问题，且其石油基材质也带来了环境兼容性与可持续性方面的深层担忧。
针对上述挑战，DB游戏
刘公岩教授联合南京大学陈朝见研究员，基于在皮胶原基功能材料领域的前期探索（Nat. Commun. 2025, 16, 6823; Mater. Horiz., 2022, 9, 1309; Water Res. 2022, 218, 118469），首次利用制革过程中的胶原纤维网络（软化后的皮胶原）作为骨架，成功构建了纳米限域催化膜（图1）。研究开发的胶原纤维网络（Collagen fiber networks, CFN）具有优异的机械韧性、柔性和亲水特性，兼具可再生性与环境相容性，是理想的膜材料基材。然而，天然胶原纤维易聚集为粗大纤维束，导致活性位点少、传质效率低。本研究通过机械分散将胶原纤维解离为纳米原纤维，并结合单宁酸功能化，构建出高孔隙的纳米空腔结构，在提升水通量的同时暴露出丰富的官能团，用于稳定负载催化剂。在单宁酸介导的仿生矿化作用下，在胶原纤维表面稳定锚定铁基纳米催化剂，有效促进活性氧生成，并加速类芬顿反应进程。尤为重要的是，本研究揭示了空间限域效应对催化反应的协同增效机制，显著提升了催化降解效率，从而奠定了胶原基膜作为一种高效、可持续的先进水净化材料平台。
本研究工作得到国家自然科学基金面上项目（22378281）、四川省科技项目（2025YFHZ0299）、四川大学-自贡市合作项目（2024CDZG-6）、以及四川大学工科特色项目-无铬皮革制造等项目的联合资助。
论文信息：Peng Zhao, Junchao Wang, Dan Cao, Rui Li, Qiuyu Yu, Xinling Zhao, Chaojian Chen,* and Gongyan Liu*，Advanced Materials, 2025, DOI: //doi.org/10.1002/adma.202519376
