近日，中科院大連化學物理研究所楊維慎研究員領導的無機膜與催化新材料研究組（504組）在金屬有機骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）分離膜的研究工作中取得突破，最新成果作為後封面文章發表在《德國應用化學》上（DOI: 10.1002/anie.201104383），這是對具有實際應用價值的MOFs分離膜的首次報道。

    近年來，MOFs材料因其在吸附、分離、催化等領域的巨大潛在應用價值而成為世界各國研究者普遍關注的焦點。國際上，利用MOFs材料構建分子篩分膜（根據分子的大小不同，優先透過小分子），並用於氣體分子的尺寸選擇性分離的相關研究在近期取得了顯著進展。然而，由於普遍存在的MOFs材料本身的骨架柔性，使得MOFs分子篩膜並不能有效地截留較其孔道直徑稍大的分子，限制了其在氣體膜分離領域的應用。

    楊維慎研究小組的科研人員正面地利用了MOFs材料（ZIF-8）的骨架柔性，實驗觀測和理論模擬到異丁醇分子在ZIF-8納米粒子上吸附過程中的“gate-opening”效應。基於該效應和ZIF材料的表面超疏水性，製備出可以優先透過醇類大分子而阻止尺寸更小的水分子的高性能ZIF-8納米複合膜。該膜可高效地從低濃度發酵液中富集異丁醇（第二代生物燃料），分離系數為34.9 - 40.1，透量為6.4 - 8.6 kgh-1m-2，超出了文獻報道的丁醇富集膜的性能上限。能耗分析表明，該ZIF-8複合膜的滲透汽化分離能耗僅為精餾能耗的一半，展現出良好的工業應用前景。

    上述研究成果有望顯著推動膜分離技術在生物燃料生産中的應用，並對MOFs分離膜在大分子選擇性分離和液體分離領域的相關研究起到重要的借鑒作用。