Synergistic Multiscale Design of Metal-Organic Framework Membrane via Biomineralization-Inspired Templating for High-Efficiency Azeotrope Separation.
Аннотация
Membrane-based pervaporation offers an energy-efficient route for azeotrope separation, yet fabricating membranes that combine structural integrity with precise molecular sieving remains challenging. This work introduces a biomineralization-inspired strategy to synergistically engineer metal-organic framework MIL-100 membranes across micro-, nano-, and molecular scales by using a readily accessible and metastable CuBTC template membrane. The template-anchored point-by-point nucleation directs spatially precise assembly of MIL-100 nanocrystals into a dense, defect-free membrane. Concurrently, a dynamic competition between template "sacrifice" and preservation generates a hierarchical "ship-in-bottle" structure, where encapsulated CuBTC nanoclusters effectively narrow MIL-100 mesocages to molecular dimensions, enabling sharp water/organic discrimination. For a 90 wt % ethanol/water feed, it achieves a separation factor of 3200 with a flux of 2.58 kg m-2 h-1, outperforming state-of-the-art membranes. This bioinspired mineralization strategy provides a universal route for designing crystalline porous membranes with exceptional selectivity and stability for energy-efficient molecular separations.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.