图1.以Ti8Ph簇为钛源,结合单模微波辅助加热和三次生长制备富配位缺陷MIL-125膜示意图
要点1. 以Ti8(μ2-O)8(OOCC6H5)16团簇作为MIL-125膜钛金属源,不仅降低了反应温度,还同时增加了骨架内配位缺失数目,提升了CO2/N2吸附选择性。
要点2. 单模微波加热与三次生长相结合,促进MIL-125膜沿c-轴方向优先外延生长,同时有效降低了膜内晶间隙缺陷数目,使MIL-125膜更加连续致密。
图2. (a-c) MIL-125-TG形貌表征;(d-e) MIL-125-TG气体分离性能;(g-i) MIL-125-TG气体分离性能与2008的Robeson上限;(j) MIL-125-TG与原始MOF膜在相同条件下CO2/N2分离性能比较。(k-l) MIL-125-TG与原始3D MOF膜在相同条件下H2/N2和H2/CH4分离性能比较。
要点3.具有较高骨架内配位缺失数目的MIL-125膜表现出优异和多样化的气体分离性能。最优条件下制备的MIL-125膜其CO2/N2理想选择性高达38.7,超过了目前相同测试条件下所有多晶MOF膜材料。此外,其H2/N2和H2/CH4理想选择性分别达到64.9和40.7,均超越了相应的Robeson气体分离膜性能上限,在今后实际的气体分离应用中前景广阔。
本工作中提出的利用metal-oxo簇合物作为金属源的新理念,预期将对其它类型的高性能MOF膜制备有一定借鉴意义。
论文信息:
Chen Wang, Yanwei Sun, Libo Li, Rajamani Krishna, Taotao Ji, Sixing Chen, Jiahui Yan, Yi Liu.*Titanium-Oxo Cluster Assisted Fabrication of a Defect-Rich Ti-MOF Membrane Showing Versatile Gas-Separation Performance (Hot Paper) Angewandte Chemie International Edition,2022, e20220366.
文章第一作者为大连理工大学博士研究生王晨,通讯作者为大连理工大学化工学院刘毅教授。
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