近日，我所能源催化转化全国重点实验室无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员、彭媛研究员团队开发了一种便捷的触发式界面反应策略，实现了二维金属-有机框架膜（MOF膜）的快速制备及高效气体分离。
MOF膜因其高度可调的孔道结构、超高的孔隙密度、纳米级的厚度，成为实现兼具高选择性和高渗透性的理想材料，有望推动工业分离技术革新。然而，现有制备方法步骤繁琐，耗时长达数十小时甚至数天，制膜效率极低，限制了这类膜材料的进一步的发展。如何面向重大工业分离应用需求，快速构建具有高效分离性能的超薄MOF膜仍面临挑战。
在本工作中，研究团队在前期研究（Science，2014；Angew. Chem. Int. Ed.，2017；Angew. Chem. Int. Ed.，2021；Angew. Chem. Int. Ed.，2023；Journal of Membrane Science，2023；Adv. Funct. Mater.，2024）的基础上，开发了一种触发式空气-水界面配位组装方法。该方法仅使用微升量级有机配体投料量，在三十分钟内即可获得超薄、大面积连续、无缺陷的二维MOF纳米膜，提升了MOF膜制备的时效性和经济性，同时实现了氢气/二氧化碳（H2/CO2）的高选择性、高渗透率和稳定分离。
该方法具备高度可拓展性，团队通过不同金属离子与有机配体的灵活组合，构筑了十二种具有不同框架结构和孔道环境的MOF纳米片。这一结果为面向应用的MOF纳米片和超薄二维MOF膜的定制化制备提供了新思路，可满足不同应用场景下的高性能分离需求。
相关研究成果以“Rapid fabrication of ultrathin two-dimensional metal-organic framework membranes for accurate gas separation”为题，于近日发表在《国家科学评论》（National Science Review）上。该工作的第一作者是我所504组博士研究生朱宸宇。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青促会、辽宁省自然科学基金等项目的支持。（文/图 彭媛、朱宸宇）
