近日，中科院大連化物所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊維慎研究員團(tuán)隊在二維金屬有機(jī)骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）氣體分離膜研究方面取得新進(jìn)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。
膜分離的基礎(chǔ)和核心就是膜材料。聚合物則以其易于成型、成本低廉等優(yōu)勢占領(lǐng)了全球膜分離市場的主要份額。然而聚合物膜滲透通量高時，往往分離選擇性低；分離選擇性高時，滲透通量又不盡如人意，這嚴(yán)重制約了聚合物膜的應(yīng)用。
楊維慎研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊以金屬-有機(jī)骨架材料（MOF）為研究對象，在國際上率先提出以二維多孔納米片構(gòu)筑高效超透氣型分離膜，試著突破這一瓶頸。
楊維慎研究團(tuán)隊選取了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的層狀MOF前驅(qū)體，在溫和的物理外力作用下，于國際上首次剝層得到單分子層厚度的MOF納米片，隨后利用自主研發(fā)的熱組裝法制備了具有超高氣體滲透通量和精確分子篩分能力的二維MOF納米片膜。
這一成果曾于2014年發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上，受到國際同行的高度關(guān)注和認(rèn)可。
近日，楊維慎團(tuán)隊在二維MOFs氣體分離膜領(lǐng)域又取得新的重要進(jìn)展：研究團(tuán)隊選擇了一種全新雙親性層狀MOF前驅(qū)體Zn2(Bim)3，首次將其開層得到雙層厚度納米片，并通過熱組裝方法制備了厚度小于10 納米的超薄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(dá)166。該項(xiàng)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(dú)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。
上述工作得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)基金和國家自然科學(xué)基金的資助。
論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703959/full
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