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天津工业大学仲崇立&乔志华等，最新Nature Materials！

来源：时间：2023-05-19 16:14:38 浏览：1195次

第一作者： Zibo Yang、Youssef Belmabkhout和Lauren N. McHugh

通讯作者：仲崇立教授、乔志华研究员和Michael D. Guiver

通讯单位：天津工业大学和天津大学

DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01545-w

研究背景

具有超高渗透率和实际选择性的膜可以极大降低工业气体分离的成本，如甲烷/氮气（CH₄/N₂）分离。尽管膜通常形成在支撑层上或与聚合物基质混合，限制了气体的渗透性，但由金属有机骨架（MOFs）等多孔材料制成的先进膜可实现良好的气体分离性能。基于此，天津工业大学仲崇立教授和乔志华研究员、天津大学Michael D. Guiver等人报道了利用聚合物热分解辅助熔融策略，从结晶分子筛咪唑酸骨架ZIF-62开始，合成了一种非晶态玻璃泡沫，a_gfZIF-62，其中a, g和f分别表示非晶态、玻璃和泡沫。

文章要点

1、研究发现，掺入的低分子量聚乙烯亚胺在热分解过程中释放出CO₂、NH₃和H₂O气体，形成大量多样的孔隙。由此极大增加了孔隙的连通性，并保持了结晶的ZIF-62超微孔，允许超高的气体渗透率和良好的选择性。

2、作者制备了厚度为200-330 µm，面积为8.55 cm²的自支撑圆形a_gfZIF-62膜，具有良好的性能，其中CH₄渗透率为30000-50000个气体渗透率单位，比其他报道的膜高出约两个数量级，并且还有优异的CH₄/N₂选择性（4-6）。

图文展示

图1. a_gfZIF-62的制备与表征

图2. a_gfZIF-62的形成途径和机制

图3.不同厚度a_gfZIF-62膜的表征

图4. a_gfZIF-62膜的CH₄/N₂分离性能

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