金属有机骨架（MOF）膜的孔结构调整能力，使合成新的或改进的具有增强分离特性的MOF膜成为可能。近日，美国亚利桑那州立大学Jerry Y. S. Lin等研究人员，采用一种改进的溶剂辅助配体交换（MSLE）方法，对ZIF-8分子筛膜的孔结构进行了改性。本文首次对ZIF-8 MSLE与5,6-DBIM（DBIM，二甲基苯并咪唑）进行了基于时间的原位表征和气体渗透研究，有效地缩小了ZIF-8的孔道，提高了轻烃气相分离，并从时间和温度两个方面探讨了交换机理。结果表明，相对快速的交换动力学主要发生在ZIF-8膜的外表面，在交换开始的30min内，使丙烯/丙烷选择性显著提高（40-70%），而丙烯渗透损失最小（10-20%）。研究人员假设随着反应时间的延长，随着DBIM连接体扩散到ZIF-8膜的外表面，配体交换速率减慢，与原连接体交换，破坏原骨架的结晶度，然后随着反应的进行增加长程有序度/结晶度。在ZIF-8骨架中，随着5,6-DBIM含量的增加，H₂/C₂分离因子增加，这是由于MSLE时间和反应温度的增加。

Joshua B. James, Lin Lang, Lie Meng, et al. Postsynthetic Modification of ZIF-8 Membranes via Membrane Surface Ligand Exchange for Light Hydrocarbon Gas Separation Enhancement. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.9b19964

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b19964