近日，德国 耶拿大学(Friedrich-Schiller-Universitt Jena) A. Knebel，汉诺威大学 (Leibniz University Hannover) J. Caro，在Nature Nanotechnology上发表综述文章，论述了金属-有机骨架metal-organic frameworks，MOF和共价有机骨架covalent organic framework，COF膜的分子筛分行为，其不同于经典沸石膜。作为无机-有机杂化材料的金属-有机骨架MOFs材料，作为纯有机材料的共价有机骨架COFs材料，其主要性质，对于气体分离膜领域，是强大的和颠覆性的。

与传统沸石分子筛相比，在膜载体上，生成纯金属-有机骨架MOFs和共价有机骨架COFs的可能性，同时也可共混到聚合物-填料复合材料中，在这些方面呈现巨大优势。

金属-有机骨架MOFs和共价有机骨架COFs，可以合成超过100,000种不同的结构和定制的分子门molecular gates。此外，低于100°C软撤退soft evacuation，通常足以实现孔隙活化。

因此，目前存在大量的负载型金属-有机骨架MOF和COF膜薄膜的合成方法，如溶剂热合成法、种子生长法和反扩散法。其中，具有高放大潜力的方法，例如，逐层浸涂和喷涂、化学和物理气相沉积以及电化学方法。

此外，也已经开发了涉及外部刺激（例如电场和光）的物理方法。特别重要的一点是，对刺激的反应能力，这使得分子筛分性质的非理想性“瑕疵drawbacks”，可以在一个全新的研究方向上加以利用。基于薄膜的可控气体传输，是金属-有机骨架MOFs和COFs的下一个级别特性，从而产生了自适应工艺偏差。

金属-有机骨架MOF和共价有机骨架COF粒子与聚合物高度相容，这可以形成混合基质膜。然而，这些膜不是简单的金属-有机骨架MOF-聚合物共混物，因其需要改性聚合物-填料相互作用，如交联或表面功能化。

Metal–organic frameworks and covalent organic frameworks as disruptive membrane materials for energy-efficient gas separation.

金属-有机骨架MOF和共价有机骨架COF膜材料，用于节能气体分离。

图1：在气体分离中，金属-有机骨架metal-organic frameworks，MOF和共价有机骨架covalent organic framework，COF膜。

图2：用于气体分离的纯支撑金属-有机骨架MOF膜制备。

图3：金属-有机骨架MOF膜合成。

图4：共价有机骨架，COF膜制备。

图5：沸石咪唑酯骨架材料zeo-litic imidazolate framework，ZIFs的结构响应类型。

图6：下一代混合基质膜mixed-matrix membranes，MMMs.

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41565-022-01168-3

DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-022-01168-3