基于多级膜超结构的天然气提氦工艺合成与优化：MOF-808缺陷调控提升CO2/N2分离性能

本综述系统探讨了通过调控金属有机框架（MOF-808）的配体缺陷密度以优化混合基质膜（MMMs）的CO2/N2分离性能。研究采用甲酸调节剂和干燥自由工艺，显著提升膜选择性与渗透性，为高效碳捕集技术提供新策略。

　　

Highlight

通过调节甲酸用量可精准控制MOF-808中缺失配体缺陷的密度。过量甲酸会与H₃BTC配体竞争锆位点，产生更多缺陷的MOF-808-210W，其具有更高的N₂吸附量和BET比表面积，但残留甲酸盐含量较低。适中的缺陷水平（如MOF-808-168W）可增强CO₂/N₂分离性能，而过多缺陷（如MOF-808-210W）会扩大孔道并导致严重孔阻塞，反而降低CO₂渗透性。

Characterization of MOF-808

扫描电镜（SEM）显示所有MOF-808样品粒径均匀（200-300 nm），增加甲酸浓度使粒径略微增大但形态不变。动态光散射（DLS）分析证实粒径分布为200-400 nm，与SEM结果一致。

Conclusion

调整甲酸用量可直接调控MOF-808的缺陷密度。MOF-808-168W的适度缺陷提升了CO₂/N₂分离性能，而MOF-808-210W的过多缺陷虽增大孔道却引起孔阻塞，降低CO₂渗透性。干燥自由工艺防止MOF聚集，实现均匀分散，使CO₂/N₂选择性较传统干燥法提升38%。乙醇洗涤诱导的乙氧基取代会占据孔体积，导致CO₂渗透性下降。优化后的MOF-808/PEBAX MMM达到150 Barrer的CO₂渗透性和76.4的CO₂/N₂选择性，显著优于纯聚合物膜。