天津大学Nature Commun：两步法合成组装高性能COF渗透膜

纳米技术

2022-06-07

构建具有分子传输能力的COF膜材料是实现价格合理、低能量消耗分子分离的方法，但是目前大多数COF膜都是在液相通过共聚合-晶化一步制备得到，因此形成的COF膜具有结构松散的堆叠结构和低取向规则度特点。

有鉴于此，天津大学姜忠义、张润楠、吴洪等报道实现了包含相转换的两步构建COF膜方法，这种方法能够将COF的聚合过程与COF的晶化形成堆叠密集膜的过程分开。

本文要点：

(1)

在组装之前的步骤中，将含有单体(醛和胺)的混合溶液浇筑在基底上，在溶剂蒸发后通过聚合反应形成初始的膜；随后组装步骤中，在含有溶剂和催化剂的气相中初始膜转化为COF膜，通过晶化得到高晶化度和致密的COF膜。这种方法构建的COF膜厚度为≈150 nm。

(2)

这种COF膜具有密实和高晶化度的优点，展示了目前渗透能力最高的一种膜（水≈403 L m-2 bar-1 h^-1, 丙酮≈519 L m^-2 bar^-1 h^-1）。

参考文献

Khan, N.A., Zhang, R., Wang, X. et al. Assembling covalent organic framework membranes via phase switching for ultrafast molecular transport. Nat Commun 13, 3169 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-30647-3

https://www.nature.com/articles/s41467-022-30647-3