金属−有机骨架膜在气体分离方面引起了广泛的研究兴趣，但由于氦气的弱极化性和金属有机骨架膜固有的孔径灵活性，高效分离氦气仍然是一个挑战。

在这里，北京化工大学Hongwei Fan，清华大学Haihui Wang，汉诺威莱布尼茨大学Jürgen Caro报道了富勒烯(C₆₀和C₇₀)被用来调节ZIF-8膜的晶相组成，从而产生用于选择性氦渗透的小孔和固定孔。

文章要点

1）富勒烯修饰的ZIF-8(C₆₀@ZIF-8和C₇₀@ZIF-8)膜含有约20%的刚性晶格ZIF-8I-43M相，并通过电化学合成获得了200−350 nm厚的支撑层。

2）它们对He/N₂、CH₄的分子筛分显著增强，He的渗透率>200GPU。其中，C70@ZIF-8膜对He/N₂的选择性高达30.4，远高于不含富勒烯的ZIF-8膜的选择性(5.1)，比其他报道的选择性He-MOF膜高出近一个数量级。

3）在干湿条件下进行了长达780h的连续气体渗透试验，证明了富勒烯改性ZIF-8膜具有良好的稳定性。通过对全改性ZIF-76膜分离性能的提高，也证明了所提出的MOF膜制备策略的普遍有效性和通用性。

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Jiuli Han, et al, Tuning the Phase Composition of Metal−Organic Framework Membranes for Helium Separation through Incorporation of Fullerenes, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c03362

https://doi.org/10.1021/jacs.3c03362