金属有机框架(MOF)基混合基质膜界面改性方法及其气体分离性能

• 全文链接
• 请求原文

作   者：

王雪莉;  杨卫亚;  张会成;  王少军;  凌凤香; 

作者机构：

中石化(大连)石油化工研究院有限公司; 

关键词：

金属有机框架材料;  气体分离;  界面改性;  混合基质膜; 

期刊名称：

化工进展

i s s n：

1000-6613

年卷期：

2025 年 44 卷 002 期

页   码：

928-940

摘   要：

气体膜分离技术在化工行业中极为常见，与传统气体分离技术相比，具有占地小、能耗低、操作简单和节能环保等优点，应用前景广泛。膜材料作为气体膜分离技术的核心，被广泛研究，其中基于金属有机框架（MOF）材料的混合基质膜（MMM）兼具高渗透性和高选择性，是有潜力的气体分离膜材料。MOF材料种类繁多，具有孔道结构可调性和表面可修饰性，但MOF颗粒与聚合物存在性质差异，相容性较差，易分散不均匀，导致MMM中存在颗粒团聚、聚合物链段僵化和颗粒孔道堵塞等界面缺陷，进而影响膜的气体分离性能和机械性能。本文根据改性方法原理的不同，归纳了改善MOF基MMM相容性的四种方法，分别是MOF的改性、MOF表面修饰、聚合物的改性和MMM的后处理。结合研究者们的实例，阐述其制备MMM的聚合物种类、MOF种类、目标气体、改性方法的机理和改性目的，并通过对改性前后MMM的渗透率、选择性和机械性能进行数据对比，体现界面改性后达到的分离效果。最后，对目前存在的改性方法进行探讨，提出现有界面优化方法的发展空间，比如对分子本身特性、温度、老化条件的考虑，以及利用预测模型来预筛选聚合物-填料组合。未来，应重点关注MMM的工业应用场景，提升负载量，最大化多孔MOF的优势，增强膜的机械性能和耐老化性能，促进MMM进一步商业化发展。