研究提出了无缺陷MOF分离膜的模块化定制策略

膜分离技术由于其低能耗和连续运行而具有巨大的潜力。金属有机框架(MOF)因其丰富的种类、高孔隙率和孔结构的精确调节而成为理想的膜候选者。

最近，由杨伟深教授和副教授领导的研究小组。中国科学院大连化学物理研究所袁鹏教授提出了一种MOFs模块化定制和无损调控的新策略，以实现高效膜分离。

该工作于10月16日发表在AngewandteChemie国际版上。

研究人员提出了一种模块化定制无缺陷MOF分离膜的策略。膜结构由两个平行的模块组成。一种是基于异质互增强核特性的离散MOF模块，通过利用内在的孔结构实现分子传质和分离。

另一种是通过限域界面聚合操作形成的高交联、超低渗透性聚酰胺模块，负责全面封锁MOF模块之间的缺陷。

在此策略指导下，可以随意更换MOF模块来定制相应的MOF分离膜，并可以快速生产出高性能的MOF分离膜。通过修改后合成策略，膜中的MOF模块骨架得到无损失的控制，分离精度提高了一倍。

研究人员选择了四种具有不同孔径/通道尺寸和功能的MOF，用于批量制造无缺陷MOF膜。每个膜都根据MOF孔径充分显示了分离潜力。

其中，NH2-Zn2Bim4膜表现出1656的高H2/CO2混合物分离因子和964气体渗透单元的H2渗透率。利用这一策略，通过面向应用的合成后配体交换可以进一步增强膜性能。调节膜的H2/CO2选择性比原始膜高约200%。

“这一策略提供了一条易于处理的途径来定制各种高性能膜，以满足不同的分离要求，”杨教授说。