本技术介绍了一种创新的高渗透性金属有机框架(MOF)薄膜,包括其制备技术与应用领域。制备过程涉及:1)在多孔基材上沉积碳酸锌纳米片;2)通过煅烧处理,形成具有高渗透性能的MOF薄膜。该技术为MOF材料的应用提供了新的可能性,特别是在气体分离和存储领域。
背景技术
金属有机框架(Metal Organic Framework,MOF)材料以其多样化的拓扑结构和灵活可定制的宿主-客体化学而脱颖而出。这为基于MOF的膜提供了一个独特的平台来微调纳米通道,包括在埃米级尺度上微调孔隙结构和特定的界面相互作用。因此,具有精心设计的孔隙系统的微孔MOF膜已被广泛研究,在大多数气体分离中表现出高选择性和高渗透性。然而,在简单、可持续的制造工艺和所得MOF膜卓越性能间寻求平衡仍然是一个持续的挑战。
金属氧化物转化策略——即将金属氧化物(如氧化锌(ZnO))作为金属源固定在载体上,然后用有机配体激活它们形成膜的合成策略——展现出简单制备MOF膜的潜力。然而,现有技术中,大多数报道的金属氧化物层涉及相对复杂的制备程序,且通过这些程序得到的氧化物层不可避免地表现出一定程度的孔隙渗透,导致致密的氧化物层不能完全转化,从而引入额外的转移阻力,最终导致膜用于气体分离时渗透性和整体效率低。
实现思路