崛步化学7月24日讯：新加坡国立大学赵丹JACS：亚纳米级晶间通道用于精确分子纳滤

1研究内容

基于膜的技术可以为各种分离过程提供经济高效的方法。关键目标是开发具有均匀、可调谐和定义明确的亚纳米尺度通道的材料。合适的膜材料应该具有高选择性和渗透性，并且可以以坚固和可扩展的方式制造。

新加坡国立大学赵丹报道了具有亚1 nm晶间通道的构建，阐明了它们的传输特性。这些通道是通过在非晶态到晶态转变过程中组装3D甲酸铝（Al（HCOO）3）晶体而形成的。通过控制转变时间，可以将通道尺寸从宏观尺度调整到纳米尺度。所得膜表现出定制的选择性和渗透性，分子量截止值在约300 Da至约650 Da的范围内，乙醇渗透性在0.8至22.0 L m-2 h-1 bar-1的范围内。相关工作以“Intercrystalline Channels at Subnanometer Scale for Precise Molecular Nanofiltration”为题发表在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society上。

2研究要点

要点1.与多晶MOF膜中常用的缺陷密封方法不同，作者证明了晶间缺陷的不可避免的形成可以很好地控制并转化为纳米尺寸的液体传输通道。这种通道是通过在ACT过程中组装甲酸铝（Al（HCOO）3）的3D大块MOF晶体而形成的，并且相邻晶体之间的晶间间距用作质量传输路径。

要点2.通过控制转化反应时间，可以将衍生膜的通道尺寸调整为传输限制尺寸，分子量截止值（MWCO）在约300 Da至约650 Da之间。乙醇渗透性在0.8至22.0 L m-2 h-1 bar-1的范围内。

要点3.这些通道的液体流动从粘度主导的连续流变为亚连续流，这可以用修正的Hagen-Poiseuille模型来描述。此外，作者通过制造实验室规模的管状膜组件来证明这种方法的可扩展性。

该策略为通常利用纳米级质量传输的应用提供了一个新的平台，如离子分离、纳米流体设备和能量转换。

3研究图文

图1. 非晶态到晶态转变（ACT）过程和衍生的亚纳米晶间通道的说明。

（本刊有删节）详情见崛步化学公众号