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予的大力支持!
文章来源:分离膜与膜过程国家重点实验室 http://news.tiangong.edu.cn/2020/0716/c665a55020/page.htm