近日，中國科學院大連化學物理研究所楊維慎研究員和李硯碩研究員帶領的研究團隊在金屬有機骨架（Metal-organic frameworks, MOFs）分子篩膜領域取得新進展，研究成果以通訊形式發(fā)表于《德國應用化學》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 15483-15487）。
MOFs是一類極具潛力的膜分離材料。然而，MOFs材料的骨架柔性極大降低了孔道本身的動力學篩分及截留能力，對尺寸相近的氣體較難實現(xiàn)基于分子尺寸的精確篩分。因此，如何實現(xiàn)對MOFs材料孔道的精細調變，特別是孔徑的有效調節(jié)，是MOFs材料在氣體分子篩分領域取得突破的關鍵。研究團隊首次提出“籠占據(jù)”來調變MOFs材料的籠徑，即將空間位阻顯著的離子液體（IL）限域負載到ZIF-8籠中（IL@ZIF-8），使分子截留關口由常規(guī)孔窗轉變?yōu)榭臻g受阻孔籠，從而實現(xiàn)對MOFs材料分子篩分性能的精確調變。研究團隊與北京化工大學仲崇立教授和陽慶元教授團隊合作，理論模擬了材料的籠徑變化，以及離子液體與主體材料的相互作用。
在上述研究基礎上，該團隊將IL@ZIF-8納米基元與聚合物復合成有機-無機復合膜，其對CO2/CH4和CO2/N2混合氣體的分離性能顯著提高，突破了聚合物膜的分離性能上限。該項研究不僅在天然氣純化和CO2燃燒后捕獲領域展現(xiàn)出良好的應用前景，而且有望拓展到其他基于MOFs材料的選擇性吸附和膜分離研究中。
大連化物所金屬有機骨架分子篩膜研究取得新進展
該項研究得到了國家自然科學基金和中國科學院前沿科學重大突破項目的資助。
