共价有机框架（COFs）是先进分子筛膜有希望的候选者，但是由于COFs的纳米孔较宽，选择性气体分离的进展非常有限。近日，德国汉诺威莱布尼兹大学Jürgen Caro，Hongwei Fan等报道了一种垂直排列的2D COF膜用于高效的气体分离。

本文要点：

1）作者将垂直排列的CoAl-层状双氢氧化物（LDHs）层用作COF生长的模板，在其骨架内原位定向生长了两种垂直排列的2D COF片。

2）气体传输通过COF的夹层空间进行，而不是通过纳米尺寸的孔进行。实验表明，所得的垂直COF-LZU1膜具有约7400 Barrer的高H₂渗透率，对H₂/CO₂（31.6）和H₂/CH₄（29.5）等气体混合物具有理想分离选择性，超过了2008年Robeson的上限。

3）作者通过成功生产出各种高质量的垂直COF膜证明了该方法的普遍性，制备的膜具有优异的性能以及出色的运行稳定性，可用于H₂净化和燃烧前CO₂捕获。

该工作为构建用于氢分离和其它气体分离应用的下一代分子筛膜开辟了一条新途径。

Hongwei Fan, et al. High-Flux Vertically Aligned 2D Covalent Organic Framework Membrane with Enhanced Hydrogen Separation. J. Am. Chem. Soc. 2020,

DOI: 10.1021/jacs.0c00927

https://doi.org/10.1021/jacs.0c00927