朱广山教授课题组在多孔有机芳香骨架连续膜领域取得重要进展

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近日，我院朱广山教授课题组在期刊《德国应用化学》上发表题为“Continuous Porous Aromatic Framework Membranes with Modifiable Sites for Optimized Gas Separation”的研究论文，第一作者是博士研究生马悦，通讯作者是朱广山教授，田宇阳副教授。
        多孔芳香骨架（PAFs），是由芳香基结构基元通过碳碳键连接而成的微孔材料。因此，PAFs的孔道尺寸可调节，同时可以通过结构基元的设计或合成后修饰的方法来实现孔道的功能化。PAFs材料的这些特性使得它在膜气体分离领域具有潜在的应用价值。此前PAFs常作为微孔材料掺入聚合物基质中，制备成为混合基质膜，相比于纯聚合物膜，它有效的改善了气体分离性能。然而由于聚合物基质的存在，PAFs的混合基质膜无法同时实现气体的高渗透性和高选择性分离。因此制备具有连续贯通的无缺陷的PAFs膜用于气体分离是有必要的。但是由于PAFs具有通过不可逆偶联反应获得的高度交联的结构，合成具有气体分离能力的PAFs连续膜仍然是有机微孔材料合成化学的重大挑战之一。

        为了解决合成无缺陷PAFs连续膜这一问题，朱广山教授课题组合成了首个具有气体分离性能的连续PAFs膜（iPAF-5），并实现了对PAFs膜的孔道尺寸以及化学性质的调控，PAFs膜表现出对H2/N2，CO2/N2等不同气体混合物优异的气体分离性能。此工作合成了具有气体分离性能的PAFs连续膜，实现了连续PAF膜的孔道尺寸和化学性质的调控。PAFs连续膜的高稳定性及可调节性等特点，展现了对多种气体混合物优异的气体分离性能，满足了膜分离科学对高渗透量和高选择性的需求。
        朱广山教授课题组一直致力于连续气体分离膜的研究。2009年，朱广山教授利用双铜源技术制备了铜网支撑的HKUST-1薄膜，获得了广泛关注，至今被引频次高达482次。本文的工作是继MOFs膜合成工作之后，开发新型的多孔芳香骨架结构材料并合成了具有可调位点的连续PAFs膜，实现了在气体分离连续膜领域又一新的突破。


       文章来源：东北师范大学
       朱广山，东北师范大学教授，博士生导师。国家杰出青年基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授、首批“万人计划”科技创新领军人才、国务院特殊津贴专家、吉林省政协委员、吉林大学唐敖庆特聘教授、比利时那摩尔大学客座教授。朱广山教授长期从事新型多孔材料的定向合成、性质与结构研究、以及潜在应用的开发。在上述各前沿领域中取得了丰硕的成果，研究成果受到国际同行的高度认可。近年来，在Nature Commu., Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等国际核心一流学术刊物上发表SCI 论文270余篇, 他引6800余次, H-index为51, 申请发明专利30篇已获授权14 篇。多次应邀参加相关领域的国际会议，并做大会特邀报告及担任分会主席。是国内外著名化学杂志（J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Commun., Chem.-Eur. J., Inorg. Chem., J. Mater. Chem.等）的审稿人和国家自然科学基金的评审人。现正在主持的和已完成的项目有：国家杰出青年基金“无机化学”；国际科技合作与交流专项“无机金属有机骨架化合物合成及储氢性能研究”；国家自然基金委重点项目“无机微孔晶体的设计合成与储能性能研究”；高等学校科技创新工程重大项目培育基金“孔道结构无机固体材料的功能组装”；国家自然科学基金项目“高机械强度大面积有序分子筛膜的制备与性质研究”；国家自然科学基金委面上项目“以分子筛为主体的光学微器件制备与性质研究”；国家自然科学基金青年基金“高质量分子筛单晶合成、组装和性能研究”；教育部优秀归国基金“微孔晶体材料巨大单晶的合成”；教育部新世纪优秀人才资助计划；吉林省科技厅“吉林省杰出青年科技基金”等项目。主要研究方向：1. 分子筛高质量巨大单晶和高有序膜的合成与制备以及在光学微器件、气体分离方面的开发与应用；2. 吸附分离导向的多孔芳香骨架材料的目标合成；3. MOFs晶体和膜材料的合成与制备及其储气与分离性能研究。