金属有机骨架材料(MOFs)和共价有机骨架材料(COFs)近年来在气体分离膜中的应用得到了深入的研究。目前，已经开发出了先进的MOF和COF作为颗粒和薄膜膜以及混合基质膜（MMM）的制备方法。

有鉴于此，德国卡尔斯鲁厄理工学院Alexander Knebel等人，综述了金属有机骨架和共价有机骨架膜材料的研究进展。

本文要点

1）重点介绍了新颖的工艺和成型材料，深入探讨了它们在气体分离膜上的应用。受外部刺激影响的MOF材料为通过原位技术提高性能提供了新的方向。当前，具有大孔的COF在量子筛分应用中得到了广泛的应用，利用COFs的堆叠行为也使分子筛分COF膜成为可能。同样，可以使用MOF模板构建多孔聚合物，然后将其用于气体分离膜中。

2）迫切需要诸如气体分离膜之类的技术，以降低化学工业的能源消耗并减少全球范围内的温室气体排放。MOF和COF是一种具有优异性能的材料，不仅可以帮助石化领域中的分离，例如丙烯/丙烷，而且还可以直接捕获CO₂并可持续生产CH₄等。为了在这些过程中利用潜在的最佳材料，至关重要的是进行更深层次的材料开发，而不是合成越来越多的新颖材料。展示了目前已知的MMM中非理想的聚合物-填料效应，但是这种效应经常被忽略。展示了许多非常适合膜科学的材料开发方面的开创性研究，鼓励人们从事这些研究：多孔液体，包括MOF和COF颗粒对聚合物复合膜的液体加工性能；玻璃分子筛分ZIFs的形成开辟了一个全新的前景，例如无晶界的薄膜或中空MOF玻璃的中空纤维膜生产。

3）另一方面，基础研究、确定材料参数(如用单晶进行扩散研究)和进一步的分离(如量子筛分)是科学的关键步骤和主要任务。对于这些过程中的一些应用是相当具有挑战性的，从根本上来说，还有很多东西需要学习:例如，刺激响应性材料介绍了有关MOF和气体传输刺激的很多知识，而作为“通用”膜如何转换到所需应用仍然是为知的。

参考文献：

Bahram Hosseini Monjezi et al. Trending Today in Metal‐Organic and Covalent Organic Framework Membrane Materials. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202015790

https://doi.org/10.1002/anie.202015790