中科院科学家制备出仅1纳米厚分子筛膜

(通讯员李通讯员刘万生)中科院大连化学物理研究所的杨和李领导的研究小组最近首次研制出一种比蝉翼薄得多的纳米分子筛膜。12月12日，相关研究成果发表在《科学》杂志上。

传统分子筛膜的厚度是蝉翼厚度的10倍以上，纳米片分子筛膜只有1纳米厚，是蝉翼厚度的千分之一，具有高度规则的“筛孔”等孔道，可以精确筛选出大小相差只有0.04纳米的氢气和二氧化碳分子，从而有效地捕获后者。

氢气和二氧化碳的分离是获取清洁能源和二氧化碳的关键步骤。使用选择性膜材料分离这两种分子一直是工业界的梦想。对于传统的膜材料，在渗透通量和分离选择性之间有一个折衷。因此，如何同时提高分离膜的渗透通量和分离选择性是学术界面临的一个重要挑战。

研究人员对沸石咪唑酯骨架进行水热处理，以获得具有优异稳定性的二维层状骨架基质材料。以甲醇和正丙醇为分散剂，结合超低功率湿式球磨和超声分散技术，在世界上首次成功地分层获得单层厚度(~ 1 nm)的金属-有机骨架纳米片。在此基础上，通过热组装法得到的超薄分子筛膜的氢气/二氧化碳分离系数达到200以上，远远高于迄今报道的有机和无机膜的氢气/二氧化碳分离性能。在不同的升温和降温条件以及水热条件下，对纳米片分子筛膜的稳定性进行了400小时的测试，膜的性能保持不变。

《膜科学》杂志副总编辑、美国著名无机膜科学家林跃生教授将该研究成果评价为膜科学领域的一项重要进展。德国著名分子筛膜和膜催化科学家卡洛教授评论说，这项研究是分子筛膜领域的一项开创性工作。日本膜协会主席、著名微孔膜科学家刘教授就新一代分子筛膜的研发发表了评论。