二氧化碳的過量排放會造成氣候變暖、海洋酸化等多種全球性的環境問題。因此，其高效分離捕集技術的開發具有重要意義。膜技術在CO2捕集、空氣淨化、清潔能源純化、氣體富集、VOC分離等方面具有可觀的應用前景。多孔分子篩膜，由于其巨大的比表面積、規整可調的孔道、優異的吸附性能、多樣性的結構等特點，其在燃燒後CO2捕集中展現出極高的通量和選擇性。但膜内針孔的存在會極大地減弱膜分離性能。
李萬斌課題組利用多巴胺（PDA）改性對所制備的UiO-66膜的無效針孔的進行抑制，即采用多巴胺注入針孔并自聚合形成聚多巴胺，抑制小分子在膜内針孔中的無效擴散，從而提升選擇性。改性制備的PDA/UiO-66膜的CO2捕集性能得到了極大提升，CO2/CH4和CO2/N2的選擇性分别高達28.9和51.6，同時CO2通量達3.7×10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 (1115 GPU)，可滿足工業化CO2/N2選擇性大于30且通量高于1000 GPU的性能要求。分離機理研究表明，該膜分離過程主要受控于吸附-擴散模型。經改性後，膜對不同分子的吸附性能變化不大，但由于針孔内擴散被抑制，擴散選擇性被極大提升。相關成果發表于Environ. Sci. Technol.。碩士研究生吳武鳳為第一作者。基于前期在多孔膜領域的研究，李萬斌撰寫膜分離相關綜述（Prog. Mater. Sci. 2019, 100, 21-63），分析了該領域存在的問題并指明了可能的發展方向。
相關成果近期發表在Prog. Mater. Sci. （一區，IF=23.7）和Environ. Sci. Technol. （一區，IF=6.6）。本研究受到國家自然科學基金(51708252)和中央高校基本科研業務費專項基金(21617322)資助。
W. Li,* Metal-organic framework membranes: Production, modification, and applications. Prog. Mater. Sci. 2019, 100, 21-63.
W. Wu, Z. Li, Y. Chen, W. Li, Polydopamine-modified metal-organic framework membrane with enhanced selectivity for carbon capture. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 3764-3772.
論文鍊接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642518300926?via%3Dihub
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b00408
