大化所开发新型有机框架材料

近日，从中国科学院大连化学物理研究所传出消息，该所杨维慎研究员、彭媛副研究员团队开发出一种新型有机框架（MOFs）材料，实现了氢气和二氧化碳的高精度分离。

研究团队通过设计一种简便的原位生长结合限域界面聚合制备的新策略，提出了软-固态型无缺陷金属—有机框架（MOFs）复合分离膜新概念，实现了尺寸差异极小的氢气和二氧化碳高精度分离。该新型MOFs材料性能远超迄今为止报道过的所有MOFs 基分离膜，为创制具有工业应用前景的MOFs 基膜开辟了一条全新道路。

新型MOFs 膜首先在商业化廉价柔性多孔有机载体上，生长出微米尺寸、准垂直态、离散型的层状Zn2（Bim）4固体MOF 晶粒，通过充分暴露Zn2（Bim）4晶粒层间的二维直通分子筛孔道，以实现气体传质。随后，研究团队通过限域界面聚合操作，构建了软性聚酰胺—固态Zn2（Bim）4相连的模块化网络结构。该具有纳米厚度和高度交联的聚酰胺网络，可紧密连接于相邻Zn2（Bim）4晶粒侧面，形成了晶间非选择性缺陷全覆盖同时保障Zn2（Bim）4层间直通孔道全开放。

上述无缺陷分离膜在气体分离应用中具有独特优势。结果表明，准垂直态Zn2（Bim）4晶粒层间二维直通孔道为气体主要传质通道，从而获得超高的氢气和二氧化碳筛分精度，分离选择性比已报道的其他MOFs 基分离膜提升了1 个～2 个数量级。