研究人员提出MOF模块化定制策略以实现高效膜分离

膜分离技术由于其低能耗和连续运行可用性而具有巨大的潜力。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控而在分离膜中具有广阔的前景。

最近，杨维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彭源研究员 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 Angewandte Chemie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，NH 2 -Zn 2 Bim 4膜表现出 1656的 高H 2 /CO 2混合物分离因子和 964气体渗透单元的H 2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H 2 /CO 2 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。