JACS：用于稀土元素选择性传输的具有可控取向的大规模金属-有机骨架纳米粒子单层

Nanoyu

2023-05-26

长期以来，人们一直在精确分离中追求由多孔纳米粒子组成的长程有序膜。然而，大多数制造方法都受制于有限的基板或缺乏对晶体取向的精确控制。

在此，中国科学院理化技术研究所田野研究员通过受超亲液底物限制的界面自组装过程制备了具有受控方向的大规模金属有机骨架（MOF）单层膜。

文章要点

1）反应物微滴的超扩散导致在不混溶的油下形成超薄液体层作为密闭反应器。伴随的 MOF (ZIF-8) 颗粒自发地组装成具有受控方向的单层，由颗粒在液/液界面的接触角决定，可以通过溶剂成分进行调节。其中气体吸附和离子传输测试都证明⟨111⟩定向膜表现出最小的传质阻力。

2）所制备的膜可以选择性地传输稀土元素 (REE)，并且实现了 14.3 的 La³⁺/K⁺ 选择性。分子动力学模拟表明，稀土元素的选择性与离子膜结合能的明显差异有关，证明了 ZIF-8 膜在从工业废物中高效回收稀土元素方面的潜力。

参考文献

Ming Qiu, et al, Large-Scale Metal−Organic Framework Nanoparticle Monolayers with Controlled Orientation for Selective Transport of Rare-Earth Elements, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c02716

https://doi.org/10.1021/jacs.3c02716