近日，東北師範大學朱廣山教授課題組在期刊《德國應用化學》上發表題為“Continuous Porous Aromatic Framework Membranes with Modifiable Sites for Optimized Gas Separation”的研究論文，第一作者是博士研究生馬悅，通訊作者是朱廣山教授，田宇陽副教授。
多孔芳香骨架（PAFs），是由芳香基結構基元透過碳碳鍵連線而成的微孔材料。因此，PAFs的孔道尺寸可調節，同時可以透過結構基元的設計或合成後修飾的方法來實現孔道的功能化。PAFs材料的這些特性使得它在膜氣體分離領域具有潛在的應用價值。此前PAFs常作為微孔材料摻入聚合物基質中，製備成為混合基質膜，相比於純聚合物膜，它有效的改善了氣體分離效能。然而由於聚合物基質的存在，PAFs的混合基質膜無法同時實現氣體的高滲透性和高選擇性分離。因此製備具有連續貫通的無缺陷的PAFs膜用於氣體分離是有必要的。但是由於PAFs具有透過不可逆偶聯反應獲得的高度交聯的結構，合成具有氣體分離能力的PAFs連續膜仍然是有機微孔材料合成化學的重大挑戰之一。
為了解決合成無缺陷PAFs連續膜這一問題，朱廣山教授課題組合成了首個具有氣體分離效能的連續PAFs膜（iPAF-5），並實現了對PAFs膜的孔道尺寸以及化學性質的調控，PAFs膜表現出對H2/N2，CO2/N2等不同氣體混合物優異的氣體分離效能。此工作合成了具有氣體分離效能的PAFs連續膜，實現了連續PAF膜的孔道尺寸和化學性質的調控。PAFs連續膜的高穩定性及可調節性等特點，展現了對多種氣體混合物優異的氣體分離效能，滿足了膜分離科學對高滲透量和高選擇性的需求。
朱廣山教授課題組一直致力於連續氣體分離膜的研究。2009年，朱廣山教授利用雙銅源技術製備了銅網支撐的HKUST-1薄膜，獲得了廣泛關注，至今被引頻次高達482次。本文的工作是繼MOFs膜合成工作之後，開發新型的多孔芳香骨架結構材料併合成了具有可調位點的連續PAFs膜，實現了在氣體分離連續膜領域又一新的突破。
來源：東北師範大學
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202113682
