Metall-organische Rahmen-Nanoschichten als Bausteine für molekulare Siebmembranen

Geschichtete metall-organische Rahmen könnten eine vielfältige Quelle für kristalline Blätter mit Nanometerdicke für molekulares Sieben darstellen, wenn sie exfoliert werden könnten, aber es gibt eine Herausforderung, die morphologische und strukturelle Integrität zu bewahren. Wir berichten über die Herstellung von 1 Nanometer dicken Blättern mit großer lateraler Fläche und hoher Kristallinität aus geschichteten MOFs. Diese werden als Bausteine für ultradunne molekulare Siebmembranen verwendet, die eine Wasserstoffgas-(H2)-Permeabilität von bis zu mehreren tausend Gaspermeationseinheiten (GPUs) mit einer H2/CO2-Selektion von über 200 erreichen. Wir fanden eine ungewöhnliche proportionale Beziehung zwischen H2-Permeabilität und H2-Selektion für die Membranen und konnten eine gleichzeitige Erhöhung sowohl der Permeabilität als auch der Selektion erreichen, indem wir die lamellare Stapelung der Nanoschichten unterdrückten.