近年来ღ★★，工业上关键的分子分离技术如蒸馏ღ★★、蒸发和萃取通常需要大量能源输入和苛刻的操作环境ღ★★。膜分离过程因其低能耗ღ★★、连续操作能力和较小的碳足迹成为一种有前景的替代方案ღ★★，其中膜材料起着关键作用ღ★★。尽管聚合物膜成本低ღ★★、易加工ღ★★，但其易溶胀ღ★★、孔结构易塌陷ღ★★，且通道尺寸分布宽ღ★★，限制了其分离性能ღ★★。混合基质膜虽引入多孔晶体材料以增强性能ღ★★，却受限于填料团聚和低负载密度ღ★★。金属有机框架（MOF）材料因其有序的孔道和可定制的结构在分离膜领域显示出巨大潜力成人台直播ღ★★，然而其实际应用仍面临晶间缺陷尊龙凯时人生就是博ღ★★、异相成核以及制备过程复杂ღ★★、重现性差等挑战ღ★★。

　　近日ღ★★，中山大学薛铭教授ღ★★、李意副教授合作团队首次通过熔融淬火方法成功制备了配位聚合物（CP）玻璃统一的MOF（GUM）膜ღ★★，为按需制备具有本征分离能力的MOF膜提供了一种可调谐且简便的策略ღ★★。该GUM膜无缺陷ღ★★，具有高密度ღ★★、互连的选择性纳米通道ღ★★，在有机溶剂纳滤ღ★★、异构体渗透蒸发和气体分离中均表现出高效ღ★★、精确的分子分离性能ღ★★。同时ღ★★，通过对MOF晶体进行非破坏性修饰ღ★★，可在不破坏膜结构完整性的前提下精细调控分离性能ღ★★，并利用CP玻璃的可熔性实现膜的自修复功能ღ★★，展现出优异的机械强度ღ★★、耐化学性和热稳定性ღ★★。相关论文以“Coordination Polymer Glass-Unified MOF Membranes for High-Efficiency Molecular Separations”为题尊龙凯时人生就是博ღ★★，发表在

　　研究团队选用了三种基于不同金属离子的MOF——具有spn拓扑的Zr-MOFღ★★、yfm拓扑的Al-MOF和sgl拓扑的Zn-MOFღ★★，通过在α-Al₂O₃基底上原位合成不连续MOF膜ღ★★，并利用[Zn(HPO₄)(H₂PO₄)₂]·2HIm CP玻璃经熔融淬火形成致密无缺陷的屏障层ღ★★，成功制备出Zr-GUM成人台直播尊龙凯时人生就是博ღ★★、Al-GUM和Zn-GUM三种类型的膜ღ★★。扫描电子显微镜（SEM）图像显示ღ★★，所有GUM膜均保持完整结构ღ★★，CP玻璃牢固附着于MOF表面ღ★★，封堵了晶间缺陷ღ★★，且未堵塞MOF孔道ღ★★。X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）结果表明ღ★★，MOF的结构在制备过程中得以保持ღ★★。

　　示意图1. GUM膜的定制策略示意图ღ★★。a) 用于GUM膜的MOF设计与修饰策略ღ★★；b) GUM膜的制备过程与分子传输机制ღ★★，其中小分子通过有序MOF通道进行选择性传输ღ★★。

　　图1. 顺序图（1）-（4）分别展示ღ★★：a) Zr-GUMღ★★、b) Al-GUM 和 c) Zn-GUM 膜的MOF晶体结构ღ★★、不连续膜表面形貌ღ★★、表面/截面图像ღ★★。子图（a3–c3）中M和G分别代表MOF和CP玻璃组分ღ★★。

　　在有机溶剂纳滤（OSN）应用中尊龙凯时人生就是博ღ★★，Zr-GUM及其缺陷工程修饰版本Zr(D)-GUM膜表现出优异的尺寸排阻特性尊龙凯时人生就是博ღ★★，其染料截留率与理论预测高度一致ღ★★。该膜在高达140°C的恶劣溶剂环境中仍保持稳定ღ★★，DMF渗透率达15.6 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹成人台直播ღ★★，对酸性品红的截留率高达99.6%ღ★★。渗透行为符合Hagen-Poiseuille模型ღ★★，溶剂粘度是主要影响因素ღ★★。通过缺陷工程ღ★★，Zr(D)-GUM膜的ε/τ值达到0.1589ღ★★，比Zr-GUM膜提高3.5倍ღ★★，实现了创纪录的高渗透效率ღ★★。

　　图2. a) Zr(D)-GUM膜对染料分子的截留率与溶质半径的关系ღ★★；b) 使用Zr(D)-GUM膜对AF/DMF溶液进行温度依赖性分离ღ★★；c) Zr-GUM膜（紫色）与Zr(D)-GUM膜（橙色）的溶剂渗透性比较ღ★★；d) ε（孔隙率）和τ（曲折度）对Zr-MOF和Zr(D)-MOF通道中渗透的影响示意图ღ★★；e) ε/τ比较ღ★★；f) 分离性能对比ღ★★；g) 厚度归一化逆分子量截留值（MWCO⁻¹）与文献报道膜的对比ღ★★。

　　在异构体渗透蒸发分离中ღ★★，Al-GUM膜展现出对二甲苯（pX）与邻二甲苯（oX）的高效分离能力ღ★★。吸附实验和密度泛函理论（DFT）计算表明ღ★★，Al-MOF对pX具有更强的吸附能力和更高的扩散系数ღ★★。Al-GUM膜在75°C下对等摩尔pX/oX混合物的分离因子达44.8ღ★★，总通量为390 g·m⁻²·h⁻¹ღ★★，优于当前多数基准膜材料ღ★★，并在连续120小时操作中保持稳定ღ★★。

　　图3. a) pX与oX分子尺寸对比及Al-MOF的孔窗口和通道结构ღ★★；b) 在25°C下Al-MOF和CP玻璃对二甲苯异构体的吸附等温线ღ★★；c) Al-MOF中芳香化合物潜在吸附位点ღ★★；d) pX和oX在不同吸附位点的吸附能ღ★★；e) Al-MOF膜的分子动力学模拟ღ★★；f) 平均平方位移（MSD）曲线ღ★★；g) 不同基质中的自扩散系数Dღ★★；h) Al-GUM膜与文献报道膜的渗透蒸发性能对比ღ★★。

　　在气体分离方面ღ★★，Zr(D)-GUMღ★★、Al-GUM和Zn-GUM膜均表现出对H₂/CO₂的选择性分离能力ღ★★，其中Zn-GUM膜的选择性达201.6ღ★★，H₂渗透率为635 GPUღ★★。通过后合成配体交换ღ★★，团队成功制备了氨基功能化的Zn(M)-GUM膜ღ★★，其H₂/CO₂选择性进一步提升至285.7ღ★★，显示出非破坏性调控孔结构的有效性ღ★★。

　　此外成人台直播ღ★★，GUM膜还展现出显著的自修复能力ღ★★。CP玻璃的低杨氏模量（5.04 GPa）使其能够作为软填充剂嵌入脆性MOF层中ღ★★，防止断裂ღ★★。即使出现微裂纹ღ★★，通过热处理也可实现裂纹闭合ღ★★，恢复膜的完整性与分离性能ღ★★，经多次损伤-修复循环后仍保持高效ღ★★。

　　该研究提出了一种基于熔融淬火法的MOF膜简易定制策略ღ★★，通过CP玻璃统一MOF晶体成人台直播ღ★★，成功制备出具有本征分离能力ღ★★、无缺陷且可自修复的GUM膜成人台直播ღ★★。该策略充分利用MOF库中丰富的孔结构多样性和CP玻璃的良好加工性ღ★★，为有机溶剂纳滤ღ★★、异构体分离和气体纯化等高端分离应用提供了新型膜材料设计思路ღ★★。未来ღ★★，这一方法有望推动高性能分离膜的规模化制备与实际工业应用ღ★★。尊龙凯时app下载尊龙凯时官网ღ★★，凯时尊龙人生就是博ღ★★！陶瓷膜ღ★★，尊龙凯时人生就是搏ღ★★，尊龙凯时官方网站膜分离应用ღ★★！尊龙凯时 -人生就是博!ღ★★，