我校仲崇立教授团队在超薄“低晶态MOF膜”制备方面取得重要进展

发布时间:2020-07-16文章来源:分离膜与膜过程国家重点实验室 化学与化工学院 张政清浏览次数:10

近日,《先进材料》Adv. Mater., IF: 27.398)在线发表了我校仲崇立教授团队题为“Ultra-thin low-crystallinity MOF membranes fabricated by interface layer polarization induction”的学术论文(Zhihua Qiao, Yueyao Liang, Zhengqing Zhang, Donghai Mei, Zhi Wang*, Michael D. Guiver*, Chongli Zhong*, Adv. Mater., 2020, DOI:10.1002/adma.202002165)。




烯烃/烷烃分离为石化行业最重要,也是最耗能的分离过程之一,目前主要采用低温精馏进行分离。膜分离作为新型高效节能分离技术,有望在该方面发挥重要作用。金属—有机骨架材料(MOFs)作为一类新型纳米多孔材料,具有优异的孔道结构和化学特性,在膜分离领域展现出巨大的前景。而超薄膜作为膜领域的研究前沿,有望克服分离膜的选择性与渗透性的制约难题,获得整体性能优异的分离膜。

目前,MOF超薄膜主要在无机或金属支撑体上制备,限制了其工业应用。本工作提出了一种在有机高分子支撑体上,通过界面诱导制备MOF超薄膜的方法,可以原位生成厚度在45 到 150 nm的MOF超薄膜。由于界面层的极化诱导作用,本工作发现了一种新的MOF膜状态,即,“低晶态MOF膜”(LC-MOF membrane)。其由于具有丰富的金属空位,对烯烃/烷烃等分离十分有效。本工作制备的DZIF-8 LC-MOF低晶态超薄膜表现出目前最优的丙烯/丙烷分离性能(选择性:90~120;通量:2000~3000 GPU)。

该工作为我校仲崇立教授团队与天津大学王志/Guiver教授团队合作完成。三位共同第一作者为我校的乔志华研究员、博士生梁跃耀和张政清讲师,我校仲崇立教授和天津大学王志教授、M.D. Guiver教授为共同通讯作者,受到国家自然科学基金重点项目(21536001)和面上项目(21878229, 21908163)的资助。本工作要特别致谢我校分析测试中心在分析测试方面给的大力支持!审稿:分离膜与膜过程国家重点实验室  何本桥  编辑:宣传部武冰洁)


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