近日，新加坡国立大学赵丹教授和团队构建出一种金属有机框架多晶膜，在 1500 多小时的连续运行中，仍能保持稳定的分离性能。这一突破性的研究成果为制药、化工、环保等领域带来了新的希望。
该多晶膜不仅能有效避开混合基质膜的不足，还能充分发挥金属有机框架材料的本征优势，实现高选择性的分离。在药物提纯和药物浓缩方面，它表现十分出色。
预计这款多晶膜将在多个领域发挥重要价值。其一，可用于抗生素的提纯。通过调控多晶膜的孔径和表面化学性质，能够针对不同分子量和结构的抗生素实现高效分离，从而提高抗生素的纯度和收率。其二，可用于蛋白质和肽类药物的提纯。由于其具有孔径筛分的特性，可用于此类药物的分离提纯，提高产品的纯度与活性，减少杂质和副产物。针对有机小分子药物，多晶膜能够有效去除合成母液中的杂质，提升药物的纯度和质量，进而提高药物的疗效和安全性。其四，可用于高附加值催化剂的再循环利用。多晶膜能够以选择性的方式分离工业反应中的高附加值催化剂，促进其再循环利用。其五，可用于溶剂回收与纯化。在工业生产过程中，多晶膜能用于有机溶剂的回收与纯化，提高溶剂利用率，促进绿色化工的发展。
具体到本次研究，它始于 2022 年，由新加坡国立大学赵丹团队联合南京工业大学膜科学技术研究所以及江苏省产业技术研究院的合作者共同发起。毕业于南京工业大学的史贤松博士是本次项目的主要研究人员。为了完成本次研究，史贤松加入赵丹团队，并将“多晶金属有机框架液体分离膜的设计与放大制备”作为课题的主要目标。
在研究过程中，团队瞄准了几种易于成膜的金属有机框架材料，并将它们制备在陶瓷片基底之上，构建了直径约为 18 毫米的多晶膜材料。这些膜材料的厚度通常在微米级，导致传质阻力偏大、渗透通量较低。尽管金属有机框架多晶膜具有规整且较小的传质通道，能实现高选择性分离，但膜的厚度较大，会显著抑制传质效率，对分离过程不利。为解决膜厚度导致的传质效率低问题，他们开始尝试增加额外的传质通道。
