高纯度H2的生产伴随着精确的脱碳，为实现碳中和社会开辟了道路。金属有机骨架纳米片膜为准确、快速H2/CO2分离提供了很好的机会，通过膜间层廊道的CO2泄漏决定了最终的分离精度。
近日，中科院大连化物所Weishen Yang，Yuan Peng，国科大Hongyan He假设在分子尺度上优雅地修饰 MOF 纳米片可以解决这个问题。
文章要点
1）研究人员利用分子筛和吸附引起的杂质扩散屏障的协同作用，MOF纳米片膜的分离精度有望显着提高。因此，提出了一种化学修饰平行堆叠 Zn2(benzimidazolate)4（以下表示为 Zn2(bim)4，晶体孔径尺寸：0.21 nm）纳米片膜的策略，在纳米片膜中具有低剂量的“挡板状”氨基官能团夹层。
2）低剂量、小尺寸氨基侧基的引入很容易通过空间位阻效应和物理吸附亲和力的结合来延迟CO2渗透，而不干扰面内结晶孔结构和小H2通过孔的渗透行为。受限的CO2通过连接相邻的纳米片增强了纳米片膜结构的稳定性，从而进一步延迟了后续的CO2转移，从而导致深度脱碳，这有利于H2的净化。
3）通过使用分子动力学 (MD) 模拟研究分子渗透演化，以进一步解释增强的分离性能。这是第一份关于合理调节 MOF 纳米片膜层间距（即框架的分子尺度修饰）的报道。此外，它还展示了一种有效且可靠的改进分离性能的方法。
参考文献
Hongling Song, et al, Structure Regulation of MOF Nanosheet Membrane for Accurate H2/CO2 Separation, Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202218472
https://doi.org/10.1002/anie.202218472
