仲崇立教授团队在超薄膜大面积制备方面取得重要进展

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2023年8月28日，《先进材料》（Advanced Materials）在线发表了我校仲崇立教授团队超薄膜制备方面的研究成果（Step-nucleation in situ self-repair to prepare rollable large-area ultrathin MOF membranes, Caijiao Yu, Xixi Cen, Zhengqing Zhang, Yuxiu Sun, Wenjuan Xue , Zhihua Qiao*, Michael D. Guiver*, Chongli Zhong*, Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202307013）。现有MOF超薄膜面积一般为100 cm2左右，该工作提出了“梯级成核—原位自修复”策略，制备出面积达2400 cm2的高性能MOF超薄膜和4800 cm2装填面积的卷式膜组件，在C2H4/C2H6分离表现出优异性能。

图1、大面积超薄MOF膜制备示意图

        如图1所示，首先将具有聚乙烯醇（PVA）-金属离子界面层的PSf超滤膜浸入纯金属离子溶液中，在其表面形成了纯金属离子层；再将其倒置浸入到配体溶液中，纯金属离子层中的金属离子作为MOF膜生长的成核位点与溶液中的配体发生反应，形成MOF层，但会产生一定的缺陷。进一步，PVA-金属离子层中的金属离子扩散到界面缺陷区域，二次成核，原位自修复界面缺陷（图1），进而制备出大面积超薄MOF膜及卷式膜组件，展现出优异的C2H4渗透通量和良好的C2H4/C2H6选择性。
        该工作的第一作者为我校纺织科学与工程学院博士生于彩娇，乔志华研究员、M. D. Guiver教授（天津大学）和仲崇立教授为共同通讯作者，受到国家重点研发项目（2021YFB3802200）和国家自然科学基金项目（22038010、22141001和22122810）的资助。
         文章来源：天津工业大学
       仲崇立，博士，教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，天津工业大学教授。研究方向：（1）针对纳米材料研究的需要，进行新概念/方法建立、理论与模拟方法改进，丰富纳米材料领域的理论与分子模拟方法； （2）采用分子模拟与量化计算等方法，进行MOF（metal-organicframeworks）新型材料的储气、分离与催化等特性研究，为MOF 材料开发提供理论指导；（3）进行新型纳微结构材料的设计、合成与性能研究，特别是用于CO2捕获及工业气体分离的应用基础研究。