纳微快报3月20日讯：膜技术具有能源效率高，模块紧凑，操作简便等特点，在碳捕集领域备受关注。膜材料是膜技术的“芯片”，直接决定着膜的选择性、渗透通量和稳定性等应用性能。近年来，氢键有机框架(Hydrogen-bonded organic frameworks，HOFs)已发展为一类新兴有机框架材料，具有结晶度高和结构可设计性强等特点。由于氢键的可逆性，HOF材料通常可在温和的条件下组装，并在去除溶剂后孔道保持稳定，显示出良好的应用前景。由于研究历史尚短， 纯HOF膜开发目前仍具很大挑战。开发混合基质膜被认为是一种简便可行的策略，其兼顾了高分子良好加工性和HOF填料的高分离性能，为HOF材料的开发和应用提供了平台。

Engineering HOF-Based Mixed-Matrix Membranes for Efficient CO₂ Separation

https://doi.org/10.1007/s40820-023-01020-w

本文亮点

1. 首次设计了用于二氧化碳分离的HOF混合基质膜。

2. 基于胺调控框架组装过程，提出一种尺寸可控的HOF纳米颗粒合成方法。

3. HOF混合基质膜表现出优异分离性能，膜渗透性达800 barrer，CO₂/CH₄选择性近40，CO₂/N₂选择性近60，超过了2008年Robosen的上限。

内容简介

HOF作为一类新兴晶体多孔材料，其在膜技术中的应用亟待开发。天津大学姜忠义课题组首次制备用于二氧化碳分离的HOF混合基质膜。HOF-21是一种独特的金属-氢键有机框架材料，通过胺类调节剂加工成纳米填料，均匀地分散在Pebax聚合物中。HOF-21孔道通过氢键和配位键构筑，孔径为0.35纳米，在湿态进料气体中显示出良好稳定性。多化学功能位点和连续的氢键网络促进了CO₂的传质过程。所制备的HOF-21混合基质膜表现出高于750 Barrer的渗透率，对CO₂/CH₄和CO₂/N₂的选择性分别为~40和~60，超过了2008年的Robeson上限。（本刊有删节）