天津大学Chem. Soc. Rev.综述：首次提出有机分子筛膜概念

（信息来源：姜忠义课题组，RSC）

天津大学姜忠义教授团队在《Chemical Society Review》期刊上以“Organic molecular sieve membranes for chemical separations”为题发表综述，在国际上首次提出有机分子筛膜（OMSMs）概念。

膜是薄的屏障，可选择性区分由浓度，温度，压力或电势梯度驱动的混合物。由于其高能效和较小的环境足迹，膜分离在现代化学工业和日常生活的可持续发展中起着越来越重要的作用。在过去的几十年中，膜在结构构造和分离应用方面都经历了重大发展。由最初的具有大孔的膜从混浊的液体混合物中分离大的固体颗粒，到可以将膜的孔径调节至0.1–1.0μm范围内，以排除悬浮的固体，细菌和高分子胶体，并可以将膜的孔径调节至2.0–10nm以分离大分子如蛋白质，细菌和藻类。

用于OMSMs结构构建的平台化学（图源：英国皇家化学会）

在各种分离中追求高选择性，渗透性和稳定性促进了膜和膜工艺的可持续发展。现在可以在分子水平上构建具有刚性，长程有序，易定制的孔/通道结构的膜。此外，在膜的分离模式方面已经取得了突破性进展，其中引入了丰富的化学物质传输行为以解码和增强膜过程。因此，膜可用于分离由小分子（小于2.0 nm）组成的混合物，并具有埃级大小差异。这种发展使膜具有巨大的潜力，可以解决广泛的分子分离领域面临的挑战。

OMSMs的结构构造设计原则（图源：英国皇家化学会） 

近年来，许多研究致力于将微孔有机材料【本征微孔聚合物（PIM），共轭微孔聚合物（CMP），多孔芳族骨架（PAF），共价三嗪骨架（CTF），共价有机骨架（COF），多孔有机笼（POC）和氢键有机骨架（HOF）】加工成分子筛膜。在膜构建和分子分离应用中发现的一些前所未有的现象和令人印象深刻的效率，促使研究人员进一步探索微孔有机材料作为分子筛膜的巨大潜力。

本综述中，姜忠义课题组首次提出有机分子筛膜（OMSMs）的概念，将OMSMs定义为具有全有机成分，均一大小的刚性网孔或周期性构架孔以及化学富集的组合/序列的膜，并且可以根据其分子大小和化学特异性来区分分子混合物。

OMSMs及其“STEM”准则（图源：英国皇家化学会）

文章还提出了OMSMs的四项通用准则——“STEM”准则（S：协同的刚性和灵活性，T：可调的孔/通道尺寸，E：均衡亲和与非亲和力，M：适度的反应活性），适用于OMSMs的精确结构构造和有效的过程强化。

文章链接：https://doi.org/10.1039/D0CS01347A

课题组简介

天津大学姜忠义课题组主要致力于通过膜技术解决与能源和环境问题密切相关的问题。课题组主要的研究方向为：离子交换膜、气体分离膜、水处理膜、液-液分离膜、人造光合作用膜等等。姜忠义教授长期从事膜和膜过程、酶催化研究，负责国家重点研发计划项目、国家基金重点项目课题等项目。在Nat.Comm., JACS, Angew. Chem. Adv. Mater上发表SCI论文660余篇，论文被SCI引用超过20000次。现任Journal of Membrane Science，Industrial &Engineering Chemistry Research，Separation andPurification Technology等期刊编委，连续5年入选中国高被引学者（化学工程）榜单，并入选全球化学工程高被引学者榜单。

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内容来源：天津大学姜忠义教授课题组

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整理：Eric