混合溶剂电化学沉积制备超薄ZIF-7膜实现高效氦气分离

本工作创新性地采用混合溶剂（DMF/CH3OH）辅助电沉积策略，通过调控溶液过饱和度同步实现ZIF-7膜的超薄化（160纳米）与低结晶度构建。该膜展现出卓越的氦气筛分性能（He/N2选择性达261.2），且具备144小时以上的运行稳定性，为氦气高效分离提供了新材料设计思路。

　　

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材料

六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O，98%）和苯并咪唑（C₇H₆N₂，98%）分别作为金属源和连接剂。甲醇（CH₃OH，99%）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF，99%）作为溶剂。聚二甲基硅氧烷（PDMS）用于膜表面修饰。所有化学品均直接使用，无需进一步纯化。采用孔径经过优化的阳极氧化铝（AAO）基底。

ZIF-7膜的制备与表征

通过电化学沉积（ED）在AAO基底上制备ZIF-7膜。如图S1所示，覆盖导电层（Pt）的AAO作为工作电极，碳纸作为对电极。以六水合硝酸锌和苯并咪唑为前驱体，通过调节溶液过饱和度控制ZIF-7膜的成核与生长过程。

结论

总之，我们报道了一种混合溶剂辅助电沉积策略，通过调控溶液过饱和度实现了对ZIF-7膜厚度和结晶度的精准控制。得益于快速晶体成核和抑制生长的协同作用，制备出的超薄ZIF-7膜具有低结晶度，并展现出对小气体分子增强的分子筛分能力。