近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室研究員楊維慎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(guān)結(jié)果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201703959）上。
二維多孔納米片由于其原子級別厚度以及極低的物質(zhì)傳輸阻力，正成為高透量氣體分離膜領(lǐng)域的研究熱點。MOF納米片由于其具有豐富的骨架結(jié)構(gòu)資源以及分子尺度的高密度孔道，是一種十分理想的膜構(gòu)筑單元。該團隊于2014年在國際上首次報道了單分子厚度MOF納米片的制備，并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(fā)高效節(jié)能氣體分離技術(shù)帶來了全新的機遇，受到業(yè)界的高度關(guān)注和認(rèn)可。
然而制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的金屬有機骨架納米片難度大，工藝過程復(fù)雜，這嚴(yán)重阻礙了二維MOF納米片膜的后續(xù)發(fā)展。為解決此問題，該團隊在上述研究成果基礎(chǔ)上，選擇了一種全新的兩親性層狀MOF前驅(qū)體Zn2(Bim)3，首次將此前驅(qū)體開層，得到雙層厚度納米片，并通過前期開發(fā)的熱組裝方法制備了厚度<10 nm的超薄MOF納米片膜。該膜對H2/CO2混合氣體具有極佳的分離性能，且不同于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 molm-2s-1Pa-1，分離系數(shù)可達166。該項研究在CO2燃燒前捕獲領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。由于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(xué)研究領(lǐng)域。
大連化物所在二維金屬有機骨架分離膜研究中取得新進展
上述工作得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項基金和國家自然科學(xué)基金的資助。
