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基于MOFs材料的膜分离研究进展基于MOFs材料的膜分离研究进展书院1403班（1南京工业大学2011学院，江苏 南京，）摘要：MOFs材料由于具有高比表面积、大孔隙率、孔径可调等优势，在储能、分离、催化等领域受到重视。利用MOFs材料制备MOFs膜并用于气体储存、催化、药物分离、液体分离，被认为具有潜在的应用前景。本文介绍了几种研究较多MOFs材料，典型的MOFs膜合成方法。本文重点关注了MOFs膜的必威体育精装版研究进展，以及MOFs在气体和手性分子的液相分离研究。关键词：MOFs膜；气体分离；手性分子分离中图分类号：TQ 013.1文献标示码: AResearch Progress of the metal-organic framework-basedmembranesfor separation1SUN zeng sen（2011 college, Nanjing Tech University，Nanjing ，China）Abstract:Metal-organic frameworks (MOFs) have potential applications in gas storage，separation，catalysis，drug delivery and optical devices due to their large surface area and free volume，adjustablepore surface and various structures.This paper introduces several MOFs materialsresearcheda lot，typical MOFs membrane synthesis methods.This article focuses on the latest research progress of MOFs membrane and research Progress of the application ofMOFs in gas and chiral moleculeseparation.Key words: MOFs membranes; gas separation ; chiral molecule separation 膜分离技术因其环境友好、占地面积小、能耗低、操作简单等优势，在环保、水处理、化工、冶金、能源、医药、食品、仿生等领域有广泛应用[1-3]。膜分离技术主要是采用天然或人工合成薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。在工业中得到广泛应用的为无机陶瓷膜[4-6]，但是随着分离技术的发展以及分离体系的变化，很多无机陶瓷膜难以达到高效分离的要求；同时，针对多种混合体系的分离过程，其存在渗透选择性和渗透通量互为制约的关系，阻碍了进一步的发展。因此，选择和寻找具有优异性能的制备膜的材料，一直是膜分离技术开发与研究的热点。MOFs是一种由金属离子与有机配体（常用的为芳香族多元酸，例如均苯三甲酸）形成配体键络合组装的具有多孔网络结构的新型材料[7-10]。由于MOFs具有高比表面积、丰富的孔结构、大量不饱和的金属位以及结构上的有序性而备受关注。MOFs材料可根据特定的需求进行功能化调控与修饰，可作为新一代膜制备材料[11]。1典型MOFs材料1.1 IRMOF系列材料Yaghi课题组合成的IRMOF[12](Isoreticular Metal-Organic Framework)系列是最具有代表性的MOFs材料之一，采用一系列的芳香羧酸配体与分离的次级结构单元[Zn4O]6+，桥连自组装形成八面体式的微孔晶体Zn4O(R1-BDC)3在IRMOFs系列中，由Zn2+和有机配体中羧酸基团的氧原子组成的四面体作为其结构的节点，利用有机配体进行桥接，形成三维网格结构。由于有机配体的多样性，IRMOFs的比表面积、结构密度、孔径、孔隙率等结构参数都可调节控制。MOF-5是IRMOFs系列材料的典型代表之一，如图1所示，它是由六水合硝酸锌（Zn(NO3)2?6H2O）与对苯二甲酸（H2BDC）在一定量的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或N,N’-二乙基甲酰胺（DEF）溶剂中，120 °C下反应24 h反应而成。图1 金属有机骨架材料MOF-5的结构1.2 MILs系列材料法国拉瓦锡研究所的Férey课题组成功合成的MIL(Materials of Institute Lavoisier)系列材料也是著名MOFs材料[13]，结构如图2所示。 2002年，他们按1:1:1:280的物质量比把Cr(NO3)3·4H2O、对苯二甲酸、氢氟酸和水混合，在高压下水热反应，除去客体物质，构成MI