东北师范大学在多孔有机芳香骨架连续膜领域取得重要进展

近日，东北师范大学朱广山教授课题组在期刊《德国应用化学》上发表题为“Continuous Porous Aromatic Framework Membranes with Modifiable Sites for Optimized Gas Separation”的研究论文，第一作者是博士研究生马悦，通讯作者是朱广山教授，田宇阳副教授。

多孔芳香骨架（PAFs），是由芳香基结构基元通过碳碳键连接而成的微孔材料。因此，PAFs的孔道尺寸可调节，同时可以通过结构基元的设计或合成后修饰的方法来实现孔道的功能化。PAFs材料的这些特性使得它在膜气体分离领域具有潜在的应用价值。此前PAFs常作为微孔材料掺入聚合物基质中，制备成为混合基质膜，相比于纯聚合物膜，它有效的改善了气体分离性能。然而由于聚合物基质的存在，PAFs的混合基质膜无法同时实现气体的高渗透性和高选择性分离。因此制备具有连续贯通的无缺陷的PAFs膜用于气体分离是有必要的。但是由于PAFs具有通过不可逆偶联反应获得的高度交联的结构，合成具有气体分离能力的PAFs连续膜仍然是有机微孔材料合成化学的重大挑战之一。

为了解决合成无缺陷PAFs连续膜这一问题，朱广山教授课题组合成了首个具有气体分离性能的连续PAFs膜（iPAF-5），并实现了对PAFs膜的孔道尺寸以及化学性质的调控，PAFs膜表现出对H2/N2，CO2/N2等不同气体混合物优异的气体分离性能。此工作合成了具有气体分离性能的PAFs连续膜，实现了连续PAF膜的孔道尺寸和化学性质的调控。PAFs连续膜的高稳定性及可调节性等特点，展现了对多种气体混合物优异的气体分离性能，满足了膜分离科学对高渗透量和高选择性的需求。

朱广山教授课题组一直致力于连续气体分离膜的研究。2009年，朱广山教授利用双铜源技术制备了铜网支撑的HKUST-1薄膜，获得了广泛关注，至今被引频次高达482次。本文的工作是继MOFs膜合成工作之后，开发新型的多孔芳香骨架结构材料并合成了具有可调位点的连续PAFs膜，实现了在气体分离连续膜领域又一新的突破。

来源：东北师范大学

论文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202113682