Nat. Mater.:一种具有可切换孔径的智能和响应性结晶多孔有机笼膜用于分级分子筛分
Nanoyu Nanoyu 2022-01-23


高选择性膜为分子分离提供了一条诱人的途径,在分子分离技术中,如蒸馏和色谱法是能源密集型的。然而,精细调整膜的结构和孔隙率仍然具有挑战性,特别是分离相似大小的分子。

近日,利物浦大学Andrew I. Cooper,帝国理工学院Andrew G. Livingston报道了在水和二氯甲烷的液-液界面上生长的致密堆积的无缺陷亚胺POC,CC3薄膜的制备,这些薄膜由热力学上最稳定的晶型CC3α中的CC3高度结晶区组成。。

文章要点

1通过在聚丙烯腈(PAN)上涂覆CC3α膜,研究人员制备了对极性和非极性溶剂均具有良好渗透性能的连续膜(CC3α-PAN),包括水(43.0l m−2 h−1 bar−1)和甲苯(55.9l m−2 h−1 bar−1)。

2研究发现使用普通溶剂可以快速、可逆地切换膜孔径。暴露在甲醇中的CC3非共价晶体堆积导致CC3α快速相变到另一种不同晶相CC3γ‘,后者的堆积密度较低。这系统地增加了所得膜CC3γ‘-PAN的有效孔径。

3CC3γ‘-PAN膜的这种开关特性允许较大的有机染料渗透,当CC3α-PAN膜中的大孔径被关闭时,这些染料在水中会被拒之门外。这种可切换的孔隙率是可逆的,令人惊讶的是,它不会影响膜的连续性。这使得人们可以通过使用单一膜的分级筛分来分离三种不同大小的有机染料。

 

参考文献

He, A., Jiang, Z., Wu, Y. et al. A smart and responsive crystalline porous organic cage membrane with switchable pore apertures for graded molecular sieving. Nat. Mater. (2022).

DOI: 10.1038/s41563-021-01168-z

https://doi.org/10.1038/s41563-021-01168-z


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