二維金屬有機骨架氣體分離新進展

近日，中科院大連化物所催化基礎國家重點實驗室楊維慎研究員團隊在二維金屬有機骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）氣體分離膜研究方面取得新進展，相關結果發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.,DOI: 10.1002/anie.201703959）上。

研究概覽

二維多孔納米片由於其原子級別厚度以及極低的物質傳輸阻力，正成為高透量氣體分離膜領域的研究熱點。MOF納米片由於其具有豐富的骨架結構資源以及分子尺度的高密度孔道，是一種十分理想的膜構築單元。該團隊於2014年在國際上首次報道了單分子厚度MOF納米片的製備，並成功組裝了具有超高選擇性的二維MOF納米片膜（Science, 2014, 346, 1356），這一工作為開發高效節能氣體分離技術帶來了全新的機遇，受到業界的高度關注和認可。

然而製備結構穩定的金屬有機骨架納米片難度大，工藝過程複雜，這嚴重阻礙了二維MOF納米片膜的後續發展。

為解決此問題，楊維慎研究員團隊在上述研究成果基礎上，選擇了一種全新的兩親性層狀MOF前驅體Zn2(Bim)3，首次將此前驅體開層，得到雙層厚度納米片，並通過前期開發的熱組裝方法製備了厚度

該膜對H2/CO2混合氣體具有極佳的分離性能，且不同於其它二維納米片膜材料，該膜隨著測試溫度的升高，在CO2透量維持不變的情況下，其對H2透量可升高至8×10^-7 mol m-2 s-1 Pa-1，分離係數可達166。該項研究在CO2燃燒前捕獲領域具有很好的應用前景。由於材料具有獨特的親水親油性，該納米片材料也十分有望拓展到催化及電化學研究領域。

來源：中科院大連化物所

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