我司仲崇立教授团队在《德国应用化学》在线发表研究成果

发布者:20219031发布时间:2023-05-19浏览次数:10

   2023年5月11日,《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)在线发表了我司仲崇立/乔志华教授团队完成的题为“Metal-organic framework crystal‒glass composite membrane with preferential permeation of ethane”的研究成果(De Ao#, Zibo Yang#, Zhihua Qiao*, Yuxiu Sun, Zhengqing Zhang, Michael D. Guiver*, Chongli Zhong*, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202304535)。

   据悉,MOF作为新型功能材料,具有广阔的应用前景,其最可能实现工业应用的方向之一为MOF混合基质膜(MMMs)。但目前的MOF MMMs均以聚合物为连续相,存在MOF与聚合物的相容性(界面缺陷)、聚合物渗透性等局限,膜分离性能尚不理想。MOF玻璃不仅保留了其结晶状态的相同配位几何,而且具有良好的加工性、各向同性和无晶界等优点。然而,现有的MOF玻璃材料,如ZIF-62,孔隙率较低,单独成膜难以获得高通量。该团队最近创制出一类以MOF玻璃为连续相的新型MOF MMMs,率先实现了C2H4/C2H6混合物中C2H6的优先透过膜分离,具有良好的应用前景。

   本研究提出首先将可玻璃化ZIF-62与高温稳定的晶态ZIF-8混合成型,通过加热使ZIF-62在高温下熔化成粘稠的液体将晶态的ZIF-8 包裹起来,随后淬火至室温下形成具有优良相容性的MOF 玻璃MMM(图1)。由于MOF间的良好相容性,使制备的MOF 玻璃MMM没有界面缺陷(图2),同时ZIF-8的孔结构特征在膜中得到了很好的保留,保证了气体的高通量,而ZIF-8框架与C2H6分子的CH-π作用等,实现了C2H4/C2H6混合物中C2H6的优先吸附与透过,表现出很高的C2H6通量和C2H6/C2H4选择性(图2)。

1、自支撑ZIF-62/ZIF-8 MOF玻璃混合基质膜制备示意图