控制方向的大型金属有机框架纳米粒子单层,用于稀土元素的选择性运输
Ming Qiu1,2, Zhongpeng Zhu3, Dianyu Wang4
1Key Laboratory of Bioinspired Smart Interfacial Science, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|May 25, 2023
概括
研究人员使用界面自组装开发了大型金属有机框架 (MOF) 膜. 面向111的ZIF-8膜显示了增强的离子传输和选择性的稀土元素回收.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 化学工程
背景情况:
- 有序的多孔纳米粒子膜对于精确的分离至关重要.
- 现有的制造方法在基板兼容性和方向控制方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发具有受控晶体方向的大型金属有机框架 (MOF) 一层膜.
- 研究膜方向对质量转移阻力和离子选择性的影响.
主要方法:
- 由超基质限制的ZIF-8纳米粒子的界面自组装.
- 通过调节液体/液体接口的粒子接触角度来控制MOF单层的方向.
- 气体吸附,离子输送试验和分子动力学模拟.
主要成果:
- 成功制备了控制111方向的大规模ZIF-8单层膜.
- 面向111的膜显示出最小的质量转移阻力.
- 实现了稀土元素 (REEs) 的选择性运输,选择性为14.3的La3+/K+.
结论:
- 接口自组装方法可以精确控制MOF膜的方向和尺寸.
- 面向111的ZIF-8膜在离子传输和REE分离方面提供了卓越的性能.
- 这些膜显示出从工业废物流中有效回收REE的巨大潜力.


