本报讯(记者朱汉斌)华南理工大学教授韩宇团队联合香港科技大学(广州)助理教授周胜团队,以及来自清华大学、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学等单位的研究人员,在气体分离膜领域取得重要进展,提出“准纯金属有机骨架(MOF)膜”新概念。7月15日,相关成果发表于《自然》。
研究团队将MOF晶体二维化为取向纳米片,并利用分子锚定剂将聚合物链动态固定于MOF表面,构筑出MOF体积分数超过90%的准纯MOF膜。该策略突破了传统混合基质膜中MOF填料含量受限、界面缺陷、规模化制备困难等瓶颈,使膜的气体分离性能接近纯MOF膜的本征水平。
团队成功制备了ZIF-67、CALF-20和CuBDC等多种准纯膜,并应用于丙烯/丙烷、乙烯/乙烷分离和二氧化碳捕集、氢气纯化等过程。其中,取向ZIF-67膜在丙烯/丙烷分离中展现出良好的产业化前景。
华南理工大学电子显微中心采用低剂量高分辨扫描透射电子显微技术,为多种成膜用MOF纳米片提供了直观、可靠的微观结构证据。这些原子/近原子尺度证据证实了MOF纳米片的高结晶性、取向性及孔口暴露方式,为理解其有序堆叠、孔道取向与气体筛分性能奠定了关键结构基础。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10655-9
《中国科学报》 (2026-07-17 第1版 要闻)