浙江大年夜学彭更生 | Sci. China Mater.综述:金属

  原题目:浙江大年夜学彭更生 | Sci. China Mater.综述:金属无机框架物(MOF)薄膜中的物质传输

  【引言】

  在过去的数十年里,MOF因为其规矩的多孔结构和孔径及化学性质可调等特点,而倍受存眷。特别是致密交生的MOF薄膜,在气体、液体和离子分别范围表现出优良的功用,展现了其在相干范围的主要应用远景。

  【后果简介】

  近日,Science China Materials在线颁布发表浙江大年夜学彭更生传授(通信作者)团队的综述Mass transport through metal organic framework membranes(DOI: 10.1007/s40843-018-9258-4)。文章引见了MOF薄膜的制备方法和气体分子、液体分子和离子在薄膜中的传输过程(如图1)。

  

  图1气体分子、液体分子和离子在MOF薄膜中的传输

  【图文导读】

  MOF薄膜的制备

  起首,文章列举了近几年MOF薄膜的制备方法,个中包罗一次发展法、二次发展法、2D MOF 薄膜的制备,并侧重引见了受限固相转化法,即MOF金属先驱体薄膜在配体溶液中,其外表优先转化为MOF薄膜,并对下层先驱体发生必然的限制感化,进而先驱体完整转化为MOF,掉掉落致密交生的MOF薄膜,如图2。受限固相转化法是制备MOF与功用分子复合薄膜的一种有效的方法。

  

  图2(a)受限固相转化法表现图,(b)经过受限固相转化法制备的PSS@HKUST-1薄膜及其(c)SEM照片,(d)经过受限固相转化法制备的DNA@ZIF-81薄膜及其(e)SEM照片。

  气体分子在MOF薄膜中的传输

  MOF薄膜被遍及用于气体分别范围,气体分子在MOF薄膜中的传输会遭到MOF孔径尺寸筛分效应的影响,小的分子传输阻力较小,大年夜的分子传输阻力较大年夜,从而完成分子的分别。同时,MOF孔道的化学情况也会对气体分子的传输发生影响,平日经过向配体分子上接枝官能团和在孔道中包覆功用分子来疗养MOF孔道的化学情况,调控气体分子与MOF的相互感化,使得分歧极性的分子在MOF孔道中的传输阻力发生差异,完成气体分子选择性分别。如图3,在MOF薄膜中包覆功用分子,不只能修改MOF的孔道尺寸,还可以设计孔道的化学性质,使得复合膜兼具MOF和功用分子的性质,进而影响气体分子在MOF薄膜中的传输过程。

  

  图3气体分子在MOF/功用分子复合薄膜中的传输过程,(a)ZIF-8/GO复合薄膜,(b)[Ni(L-asp)2(bpe)]·(G)/bpe复合薄膜,(c)Au NPs/HKUST-1复合薄膜。