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  可液態(tài)加工的金屬有機框架（MOF）玻璃重新定義了節(jié)能碳捕集膜的理想材料。然而，MOF玻璃膜仍存在孔隙連通性差、孔隙率不足和耐壓性差的問題，阻礙了膜技術在煙氣脫碳、天然氣純化等方面的可持續(xù)應用。

  針對上述難題，哈爾濱工業(yè)大學邵路教授團隊受自然界蜘蛛絲結構啟發(fā)，合成了一類全新高分子編織金屬有機框架（pw-MOF）玻璃膜材料體系（圖1）。該膜通過協(xié)同分子篩分和吸附選擇實現了優(yōu)異的CO₂/N₂和CO₂/CH₄分離性能，超過了最新氣體分離上限。并且高分子組分可有效調控膜材料的有機特性，而編織結構則能穩(wěn)固框架穩(wěn)定性，這使得原本脆性的玻璃膜展現出前所未有的機械性能。

  2025年12月31日，相關研究成果以“合成聚合物編織金屬-有機框架玻璃膜用于超強耐壓碳捕獲（Synthesizing Polymer Woven Metal-organic Framework Glass Membranes for Exceptional Pressure-tolerant Carbon Capture）為題發(fā)表在JACS。

圖1、pw-MOF玻璃膜合成示意圖

  通過二維¹³C-¹H異核關聯譜、固態(tài)核磁共振¹³C自旋晶格弛豫及正電子湮沒壽命譜等先進表征技術（圖2），證實了高分子編織結構最大程度減少熔融淬火過程中晶格應變現象，從而改善MOF玻璃膜固有的低孔隙率缺陷。此外，雜化編織產生的異質界面使該材料在熔融過程中同步觸發(fā)多功能納米界面分離機制，從而沿高分子主鏈構建出具有梯度極性吸附域的連續(xù)亞納米級氣體傳輸通道，實現了對動力學傳質通道與熱力學極性吸附位點的協(xié)同調控，為碳捕獲等應用開辟了新路徑。

圖2、熔融過程中原位結構演化

  哈工大為論文第一通訊單位，哈工大博士生楊延為論文第一作者，邵路教授，姜旭助理研究員和愛丁堡大學Cher Hon Lau副教授為論文共同通訊作者，哈工大劉威豪，郭磊，郝婧妍，華中科技大學朱斌博士，新加坡國立大學張歲副教授，布法羅大學林海清教授參與相關研究工作。本工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中央高效基本科研業(yè)務費等項目資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c17503

  邵路教授主頁：http://homepage.hit.edu.cn/shaolu?lang=zh

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  同時，每年秋（當年9月）、春（次年3月）招收下一年度常規(guī)博士申請-考核報考學生（化學工程與技術、海洋科學與技術、環(huán)境科學與技術三個學科可招）。