无机柱中心强化的二次生长法制备KAUST-7气体分离膜

超微孔KAUST-7氟化金属有机骨架化合物具有0.30~0.48 nm的孔道,对于CO_(2)、丙烯等气体具有特异性吸附,是一种潜在的小分子气体分离膜材料。本研究提出采用无机柱中心强化的二次生长法制备KAUST-7膜。首先采用无机柱中心法合成晶种,通过调节合成液中乙醇含量控制晶体的尺度及形貌,得到70 nm的KAUST-7小晶种。由预先合成的无机柱中心(NbOF_(5))^(2-)代替氢氟酸和Nb_(2)O_(5)为氟源及铌源,考察了热浸渍和层层组装法制备的晶种层对于大孔α-Al_(2)O_(3)载体管上二次生长法制备KAUST-7膜的影响。层层组装晶种二次生长法制备出的高性能KAUST-7气体分离膜对于H_(2)的渗透速率为2.23×10^(-7)mol/(m^(-2)·s·Pa),H_(2)/CO_(2)、H_(2)/N_(2)和H_(2)/CH_(4)的理想选择性分别为24.9、17.3和13.0。本方法不但突破了原合成液中含有的氢氟酸对于氧化铝载体的腐蚀导致难以成膜的挑战,而且实现了温和条件下KAUST-7分离膜的制备,也为含腐蚀性反应体系制备分离膜提供了借鉴。