Chem. Soc. Rev.: 用于精确分子/离子分离的微孔框架膜
雨辰 雨辰 2020-11-24

微孔框架膜,例如金属有机骨架(MOF)膜和共价有机骨架(COF)膜,是通过控制具有大孔隙率和微孔结构的小结构单元的可控生长以及来构建的,从而可以克服膜渗透性和选择性之间难以兼得的矛盾;它们为能源和环境领域的分离技术带来了巨大的希望。因此,微孔框架膜作为下一代膜被赋予了很高的期望,并已发展成为一个蓬勃发展的研究领域。在过去的五年中,出现了许多新颖的膜材料,对膜结构的通用调控策略以及引人入胜的应用。

有鉴于此,加拿大滑铁卢大学的陈忠伟教授、天津大学姜忠义教授和张吕鸿教授等人,综述了近年来用于精确分子/离子分离的微孔框架膜材料的研究进展。

本文要点

1首先,根据化学性质对孔径小于2nm的微孔框架膜进行了总结和分类:无机微孔框架膜、有机-无机微孔框架膜和有机微孔框架膜,重点介绍了这些膜的化学性质、制备方法和不同之处。重点研究了膜结构及其相应的修饰,包括孔结构、晶界以及不同的控制策略。

2然后介绍了膜的分离机理,如扩散-选择性分离、吸附-选择性分离和吸附-扩散-选择性协同分离。同时,重点介绍了实现协同分离的复杂膜设计和一些新兴机理。

3最后总结了微孔框架膜在气体分离、液体分子分离和离子筛分中的应用。讨论了这一领域面临的挑战和未来展望。

总之,该工作有助于为微孔框架膜材料的研究提供指导,并启发新型膜的创新设计,促进该领域的可持续发展。

参考文献:

Haozhen Dou et al. Microporous framework membranes for precise molecule/ion separations. Chem. Soc. Rev., 2020.

DOI: 10.1039/D0CS00552E

https://doi.org/10.1039/D0CS00552E


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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