目前,人们主要考虑控制 MOF/聚合物界面以实现两种组分之间的良好兼容性,从而确保制造连续混合基质金属有机骨架 (MMMOF) 膜。
在这里,蒙彼利埃大学Guillaume Maurin,阿卜杜拉国王科技大学Mohamed Eddaoudi揭示了界面孔形状纳米结构对最佳分子传输的关键作用。
文章要点
1)研究人员原型超小孔 AlFFIVE-1-Ni MOF 与聚合物 PIM-1 组装在一起,设计出一种复合材料,其孔从 MOF 入口到 MOF/聚合物界面区域逐渐扩大。
2)浓度梯度驱动的分子动力学模拟表明,这种孔纳米结构为 MOF/聚合物界面处的气体分子提供了最佳引导路径,从而决定性地导致整个 MMMOF 膜上的分子传输加速。
3)该数值预测成功制造了[001]取向纳米片AlFFIVE-1-Ni/PIM-1 MMMOF膜,该膜表现出优异的CO2渗透性,优于许多MMM,并且理想情况下与足够高的CO2 / CH4选择性相关,这使得该膜非常有希望用于天然气/沼气净化。
参考文献
Aydin Ozcan, et al, Tuning MOF/polymer interfacial pore geometry in mixed matrix membrane for upgrading CO2 separation performance, Sci. Adv. 10, eadk5846 (2024)
DOI: 10.1126/sciadv.adk5846
https://www.science.org on July 13, 2024