中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊維慎、李硯碩研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)近日在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為“Metal-organic framework nanosheets as building blocks for molecular sieve membranes” (Science 2014 (346) 1356-1359)（詳情點(diǎn)擊：http://www.sciencemag.org/content/346/6215/1356.full）的研究成果，該團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次合成了二維金屬-有機(jī)框架（Metal-organic frameworks, MOFs）的單分子層厚度的分子篩納米片。據(jù)悉，此研究借助了康塔儀器公司先進(jìn)的Autosorb氣體吸附分析儀，該儀器為研究團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確提供了分子篩納米片的比表面積和孔結(jié)構(gòu)信息。

    該研究團(tuán)隊(duì)選取已有廣泛研究的二維沸石咪唑酯骨架ZIF-7，將其通過(guò)水熱處理而得到二維層狀骨架母體Zn2(bim)4，接下來(lái)使用超低功率濕法球磨與超聲分散技術(shù)，國(guó)際上首次獲得單分子層厚度（～1nm）的MOFs分子篩納米片。厚度 < 5nm的超薄分子篩膜則在此基礎(chǔ)上通過(guò)熱組裝法被成功合成。該納米片分子篩膜的H2/CO2（含量比50：50）分離系數(shù)達(dá)到200以上，H2透量達(dá)到2000 GPUs以上，是迄今為止報(bào)道的具有最高H2/CO2分離性能的膜材料。

    該研究在使用Zn2(bim)4制備Zn2(bim)4分子篩納米片（以下簡(jiǎn)稱納米片）時(shí)，使用Autosorb氣體吸附分析儀分別測(cè)試了Zn2(bim)4與納米片的N2（77K）吸脫附等溫線。結(jié)果表明納米片的BET比表面積（112.4 m2/g）遠(yuǎn)高于Zn2(bim)4（19.9 m2/g），并且納米片的吸脫附等溫線屬于IUPAC分級(jí)的Type-II型吸附等溫線、H4類脫附回滯環(huán)，這說(shuō)明了材料中存在納米片堆積產(chǎn)生的狹縫形裂隙孔。

    Autosorb氣體吸附分析儀在這項(xiàng)具有重大開(kāi)創(chuàng)性意義的研究中，通過(guò)表征BET比表面積的變化，證明了這種世界首次合成出來(lái)的納米片的生成，更有力的表明了納米片堆積的存在形式，驗(yàn)證了科研團(tuán)隊(duì)的合成預(yù)想。這說(shuō)明，美國(guó)康塔儀器公司的Autosorb系列儀器一向具備的為客戶提供穩(wěn)定、可靠的多孔材料分析表征的能力，為先進(jìn)材料研究提供了強(qiáng)有力的保障。

需要特別注意的是，由于實(shí)驗(yàn)室中先進(jìn)材料往往不容易大量制備，該氣體吸附測(cè)試所使用的樣品量非常小。在這種條件下Autosorb氣體吸附分析儀仍然可以準(zhǔn)確的測(cè)定出研究者所需要的信息，為本公司的獨(dú)到技術(shù)提供了突出例子。