MOFs是一种具有金属离子或由有机(碳基)连接基团连接的金属团簇的多孔结晶固体。改变这些部分可以产生大量不同种类的固体，这些固体内部有孔洞，能够捕获选定的分子或催化化学反应。
“这些晶体材料很难加工，但是我们已经开发了一种使它们溶解的方法，”KAUST催化中心研究小组的Anastasiya Bavykina说。
KAUST的研究人员生产出了一种由MOF嵌入聚合物的膜，他们说这种膜可以在从丙烷中分离丙烯气的挑战中取得优异的性能。
“这是革命性的，”Bavykina说。丙烯是化工工业的关键原料;它被用来制造用于许多产品的聚合物聚丙烯。它还可以转化为其他聚合物和工业上有用的化学物质，但首先必须从通常与之混合的丙烷中分离出来。
合著者Shuvo Datta指出:“如果目前能源密集型的以蒸馏为基础的丙烯分离技术可以被我们的MOF膜技术所取代，那么这将节省大约0.1%的全球能源消耗。”
该团队面临的一个挑战是如何使结晶MOF表现为多孔液体。该团队发现了如何用合适的化学基团修饰相对较大的MOF纳米颗粒的表面。这种“表面功能化”使纳米颗粒在液体溶剂中形成稳定的分散体。
另一个挑战是确保MOFs内部的孔隙保持空的，并能够吸收并允许所需的气体分子渗透。多孔空间和溶剂分子必须小心控制，以防止溶剂填补空隙。
Bavykina补充道:“实际上也不容易证明液体是多孔的。”研究人员必须开发一种新的实验装置来实现这一点。
液相MOF分散液可以分离通过其冒泡的气体混合物，杏耀但该团队通过将MOF融入其柔性和坚固的聚合物膜中，实现了更大的灵活性。这使得连续流动系统可以运行30天，从有效过滤的50/50丙烷-丙烯混合物中产生97%的纯丙烯。
该团队现在想要扩大他们的程序，以展示其商业潜力。他们还将寻求将其应用于其他重要的工业气体分离过程。
