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  氫氣作為未來(lái)清潔能源的關(guān)鍵組成部分，其分離和純化技術(shù)尤為重要。然而，傳統(tǒng)的氫氣分離方法，如變壓吸附和低溫蒸餾，往往面臨著能耗高、復(fù)雜性大的挑戰(zhàn)。相較之下，基于膜的分離方法因其低能耗、簡(jiǎn)單操作等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為熱點(diǎn)研究方向。然而，目前傳統(tǒng)膜材料在氫氣分離中存在透過(guò)性與選擇性之間的固有權(quán)衡，如何同時(shí)提升這兩項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)成為行業(yè)面臨的重要難題。

圖1 氫氣溢流機(jī)制示意圖

  ZIF-67凝膠作為功能性骨架材料，為鈀納米顆粒提供了良好的分布環(huán)境，不僅避免了納米顆粒的聚集現(xiàn)象，還保留了高比表面積和均勻的孔道結(jié)構(gòu)。通過(guò)與PIM-1基質(zhì)結(jié)合，制備了Pd@ZIF-67 gel/PIM-1混合基質(zhì)膜，并通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）等多種表征手段（圖2、圖3），確認(rèn)了該膜結(jié)構(gòu)中的鈀顆粒均勻分布，形成了有效的氫氣傳輸通道。

圖3：混合基質(zhì)膜橫截面及Pd元素分布

  他們的研究成果表明，通過(guò)將鈀功能化ZIF-67凝膠與PIM-1基質(zhì)相結(jié)合，并利用氫氣溢流機(jī)制，可以顯著提升混合基質(zhì)膜的氫氣分離性能，為下一代氫氣分離膜材料的開發(fā)提供了創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)路徑。這種創(chuàng)新型材料的潛力不僅限于氫氣分離，在其他氣體分離或催化領(lǐng)域也同樣值得進(jìn)一步探索。希望該工作能夠推動(dòng)Pd@ZIF-67凝膠/PIM-1混合基質(zhì)膜在工業(yè)氫氣分離領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)清潔能源的高效利用貢獻(xiàn)力量。

  注：歡迎開展合作研究，有意者請(qǐng)來(lái)信郵箱（shaofeiwang@hnu.edu.cn）。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202417186