调控表面构筑单元浓度实现阴极电沉积制备亚稳态ZIF-L薄膜及其气体分离性能研究

来自国内的研究人员针对阴极电沉积制备金属有机框架(MOF)薄膜过程中表面构筑单元（金属节点和配体）浓度难以调控的难题，通过原位pH监测和理论计算揭示了ZIF-L薄膜生成机制，提出浓度调控新策略。所制备的PDMS修饰ZIF-L/AAO复合膜展现出优异气体分离性能，H2/N2选择性达19.4，H2渗透率超360 GPU，为表面敏感型MOF的可控制备提供了普适性方法。

　　

这项突破性研究揭示了如何通过精准调控电极表面构筑单元浓度，实现亚稳态沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-L)薄膜的阴极电沉积制备。科研团队创新性地采用原位pH监测结合理论计算，发现金属节点和有机配体的表面浓度直接影响ZIF-L成膜过程。通过优化电化学参数，成功在商业化阳极氧化铝(AAO)基底上快速制备超薄ZIF-L薄膜，经聚二甲基硅氧烷(PDMS)修饰后，该复合膜展现出卓越的气体分子筛分性能——氢气(H₂)渗透率突破360气体渗透单位(GPU)，同时实现19.4的H₂/N₂选择性。这项研究不仅为亚稳态MOF材料的可控制备提供了新思路，更建立了适用于其他表面敏感型框架材料的普适性电化学合成策略，在清洁能源分离纯化领域具有重要应用前景。