随着全球能源结构向清洁低碳方向转变，氢能作为一种零碳排放的绿色能源载体，在化工生产、燃料电池和可再生能源储存等领域都不可或缺。在天然气重整、煤气化或生物质转化等制氢工业生产过程中，通常会伴随二氧化碳（CO₂）等杂质气体的产生。氢气与二氧化碳（CO₂）等杂质气体的成功分离是生产高纯度氢气的重要环节。膜基分离过程因其效率高、节能和操作简单而成为一种新兴的替代方法。金属有机框架 (MOF)材料因其可设计的孔结构、高比表面积和分子级筛分能力有望制备具有高H₂渗透性、高H₂/CO₂选择性的MOF膜。

近日，从深震博士等人提出了一种基于螯合辅助界面扩散取向生长策略制备具有择优取向ZIF-L膜用于高效H₂/CO₂分离。采用螯合辅助原位生长技术，利用聚合物与Zn²⁺的螯合强度差异，控制Zn²⁺的释放速率，调控ZIF-L膜的生长。通过纳米限制效应和基底表面的化学修饰，诱导ZIF-L纳米片沿a/b轴方向堆叠，优先暴露层间通道作为主要的传质通道。所制备ZIF-L膜的H₂渗透率超过2000 GPU，H₂/CO₂选择性超过30。本研究将为高性能MOF膜的设计提供理论指导，同时也将促进MOF膜技术的实际应用。其成果以题为“Regulating the Growth Orientation of ZIF-L Membrane for H₂/CO₂ Separation”在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表，本文第一作者为扬州大学从深震。

文章信息：Shenzhen Cong, Si Sun, Yijing Zhang, Ming Wang, Zhehua Jia, Youhua Zhao, Huan Pang*. Regulating the Growth Orientation of ZIF-L Membrane for H₂/CO₂ Separation. Advanced Functional Materials, 2025, e15548.

文章链接: https://doi/10.1002/adfm.202515548