兰亚乾教授Adv. Sci.：5分钟一张膜—以接近工业级的效率原位制备MOFs基混合基质膜- 大数跨境

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兰亚乾教授Adv. Sci.：5分钟一张膜—以接近工业级的效率原位制备MOFs基混合基质膜

科学材料站

2020-11-17

导读：该工作为解决MOFs加工成混合基质膜的所面临的难点提供了一种可能的途径，具有潜在的产业化应用价值。

文章信息

以接近工业级的效率快速制备基于金属有机框架材料的混合基质膜

第一作者：高广阔

通讯作者：兰亚乾*，陈宜法*，马慧媛*

单位：哈尔滨理工大学、南京师范大学

研究背景

金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）作为一种由金属或金属簇与有机配体构筑得到的一类多孔材料，有着较高的比表面积、规整的孔道和良好的结构可调性等优点。

近些年在气体贮存/分离、催化、传感和污染物处理等方面展示出了非常好的应用前景。然而，作为一类多孔性的晶体材料，MOFs在使用过程中容易碎裂成更小的颗粒或者粉末，这极大地限制了其工业化进程。将MOFs与高分子复合制备混合基质膜是一种较为通用的MOFs成型方法，但是预先合成好的MOFs与聚合物之前存在着相容性差，分散性不好等问题。

因此，开发能够实现原位快速大批量制备MOFs基混合基质膜的方法对于MOFs的产业化应用尤为重要。这类方法的难点在于如何同时实现MOFs原位合成和混合基质膜材料的一步成型制备，并且在克服MOFs堵孔、相容性和分散性等问题的基础上最大限度的降低制备成本，以接近工业级的效率实现MOFs基混合基质膜的快速大批量制备。

文章简介

近日，南京师范大学兰亚乾教授团队在国际著名期刊Advanced Science上发表题为“Rapid Production of Metal-Organic Frameworks based Separators in Industrial-level Efficiency”的研究工作。

该工作为解决MOFs加工成混合基质膜的所面临的难点提供了一种可能的途径，具有潜在的产业化应用价值。

本文要点

要点一：本文开发了一种原位溶剂诱导热辅助加工法用于快速大批量制备MOFs基混合基质膜

要点二：这种方法可以在实验室条件下连续大批量制备MOFs基混合基质膜，通过微波辅助加热可以实现最短5分钟的制备时间，实验室级别制备效率为~4米/批次、~100米/天。

要点三：该方法可以制备得到具有高强度的多孔MOFs基混合基质膜，并且适用于不同类型的MOFs和聚合物。这类膜材料成功的应用于混合污染物的选择性分离膜和高性能Li-S电池隔膜材料。

文章链接

Rapid Production of Metal-Organic Frameworks based Separators in Industrial-level Efficiency

http://dx.doi.org/10.1002/advs.202002190

通讯作者介绍

兰亚乾，南京师范大学化学与材料学院教授，博士生导师。

长期致力于晶态材料在能源领域的应用探索。2009年获得东北师范大学物理化学博士学位，2010-2012年日本学术振兴会(JSPS)博士后，日本产业技术综合研究所（AIST）关西中心外国人特别研究员。独立工作后获第四批国家“万人计划”科技创新领军人才、教育部青年长江学者奖励计划、国家优秀青年科学基金、江苏省“双创团队”领军人才、江苏省杰出青年基金、江苏省“双创计划”高层次人才、江苏省特聘教授等人才称号。担任Inorganic Chemistry、Scientific Reports、EnergyChem、Rare Metal、结构化学等期刊编委和建议委员会成员。近五年来以通讯作者在Nat. Commun. (3)、J. Am. Chem. Soc. (6)、Angew. Chem. Int. Ed. (10)、Adv. Mater. (1)、Matter (2)、Chem (2)、Natl. Sci. Rev. (2) 等期刊上发表通讯作者论文130余篇。论文被他引13000多次， ESI高引论文21篇，个人H-index 62。

马慧媛，哈尔滨理工大学化学与环境工程学院教授、科研副院长、绿色化工技术省级重点实验室主任。

曾获省政府特殊津贴、省科技创新团队带头人、省级优秀研究生导师。主要研究方向: 多酸的合成及性质研究、无机复合材料的设计合成及其在电化学领域的应用。主持国家自然科学基金、教育部留学基金、中国博士后基金、以及其他各级各类基金20多项，获省级科学技术二等奖3项，授权发明专利12项，在Small、Chem. Eng. J.、Green Chem.、ACS Appl. Mater. Inter.、J. Power Sources、ACS Sustainable chem. Eng.、Sensor. Actuat. B、 Chem. Commun. 等杂志上发表SCI论文100多篇。

陈宜法，南京师范大学化学与材料学院副教授，硕士生导师。

2018年获得北京理工大学无机化学博士学位（导师：王博教授），2018年6月加入南京师范大学。获得过北京市优秀毕业生，中国颗粒学会优秀博士生论文奖等。长期致力于金属有机骨架材料的加工成型材料在能源和环境领域的应用探索。近五年来以一作和通讯作者在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem、Nano Energy、CCS Chem.、Science Bulletin等期刊上发表SCI论文20余篇；主持国家、省部级等各类项目5项；担任《聊城大学学报》青年编委，J. Am. Chem. Soc.、Inorg. Chem.、JMCA等期刊审稿人。