通过分子层沉积法制备铝甲酸盐金属-有机框架材料，用于选择性捕获二氧化碳

《Chemistry of Materials》：Molecular Layer Deposition of an Aluminum Formate Metal–Organic Framework for Selective Carbon Dioxide Capture

铝甲酸酯MOF薄膜通过分子层沉积和热激活处理获得，在150°C下交替沉积 Trimethylaluminum 和 Formic Acid 形成超薄结构（3.6?/cycle），经55°C形变处理后结晶化（30min-48h），表现出3.95mmol·g?1的高CO2选择性吸附能力，验证MLD技术在制备微纳结构分离膜中的可扩展性。

　　

对紧凑型、高性能二氧化碳（CO₂）吸附剂的迫切需求推动了气相沉积超薄膜技术的发展。在本研究中，我们通过分子层沉积（MLD）和气相活化法制备了铝甲酸盐金属-有机框架（ALF-MOF）薄膜。在150°C条件下，通过交替施加0.8秒的三甲铝脉冲和1.5秒的甲酸脉冲实现自限制生长，每个循环可生成3.6埃的薄膜厚度，这一结果通过石英晶体微天平和原子力显微镜得到了验证。随后将薄膜暴露在55°C的甲酸蒸汽中，使其从非晶态转变为晶态ALF-MOF；X射线衍射分析显示结晶过程在30分钟内开始，并在48小时后完成。质谱分析证实了该框架的连接性，扫描电子显微镜观察到了薄膜的均匀覆盖情况。晶态ALF-MOF在25°C时的二氧化碳吸附等温线为3.95毫米摩尔/克（mmol·g^–1），在77K时对氮气（N₂）的吸附量可以忽略不计，这一性能与块状ALF-MOF相当。将ALF-MOF薄膜沉积在亚微米级结构上，表明该技术为下一代分离设备中选择性捕获二氧化碳（CO₂）提供了一种可扩展的实现途径。