姜忠义&赵丹&何伟光Angew.：超薄COF膜助力丙烯-丙烷高效分离

第一作者：Yunchuan Pu

通讯作者：何光伟研究员、赵丹教授和姜忠义教授

通讯单位：天津大学-新加坡国立大学福州联合学院，新加坡国立大学和天津大学

DOI: 10.1002/anie.202302355

研究背景

在实际应用中，由于高度结晶/可调谐的结构和适合分子分化的孔径大小，金属有机框架（MOFs）常被认为是用于气体分离的破坏性膜材料。然而，制备超薄多晶MOF膜且避免其缺陷位点的形成仍然是一个巨大的挑战，特别是当膜厚度低于200 nm。基于此，天津大学姜忠义教授、新加坡国立大学赵丹教授和天津大学-新加坡国立大学福州联合学院何光伟研究员报道了一种利用带电COF诱导形成ZIF-8@COF纳米片种子的策略，从而制备出超薄、无缺陷的MOF膜。

文章要点

1、作者设计了一系列带电的COF纳米片，能有效地诱导ZIF-8在强静电相互作用下发生非均相形核和外延生长，生成纵横比超过150的ZIF-8@COF纳米片种子，并且易于加工成均匀致密的40 nm厚度种子层。随后在其聚合物基底上进行二次生长，可获得厚度达100 nm的ZIF-8膜。

2、ZIF-8膜表现出优异的C₃H₆/C₃H₈分离性能，其中C₃H₆渗透率为600 GPU, C₃H₆/C₃H₈分离因子超过90。此外，通过制造ZIF-67和UiO-66膜，验证了该方法可行性。

图文展示

图1.COF和ZIF-8@COF纳米片的表征

图2.C-ZIF膜的生长过程、形态和结晶度

 图3.C₃H₆/C₃H₈分离性能

图4.多晶ZIF-67和UiO-66膜带电COF纳米片的截面扫描电镜图像 

往期推荐

---

PS：推荐一个非常好用的科研小程序“测试GO”，专注【材料测试+模拟计算】科研服务，测试狗团队开发，提供同步辐射、球差电镜和常用材料表征，承接第一性原理计算、分子动力学、有限元计算等，有需要的朋友可以点击下方了解详情哦~