近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員楊維慎、副研究員班宇杰團隊通過模板誘導法制備出高度致密且穩定的金屬—有機框架MIL-53膜，用于有機酸脫水精制，與精餾相比分離能耗節省77%，實現了純相MOF膜應用于有機酸/水分離體系。相關成果發表在《德國應用化學》上，并被選為熱點文章。

甲酸、乙酸是重要的化工平臺化合物，可通過廣泛的有機合成，獲得聚合單體、醫藥或農藥中間體等。酸脫水精制是化工行業迫切需要且極具挑戰的分離過程。傳統精餾分離能耗較高，滲透氣化膜分離技術可突破氣液平衡限制，實現酸/水高效分離。但分離體系的強腐蝕性對膜材料提出了更高的要求——除了材料本征框架穩定性外，高度致密的微結構是保證分離精度和分離穩定性的關鍵。金屬—有機框架（MOF）材料的可設計性與豐富的主客體化學為膜分離領域帶來機遇。其中，鋁基羧酸配位單元衍生得到的MIL-53材料是典型的高穩定性MOF材料，但制備可用于酸/水分離的高度致密MIL-53膜仍是一項挑戰性課題。

基于上述問題，研究團隊以氧化鋁載體表面生長的鋅—鋁雙金屬水滑石直立片層為模板，通過其在配體溶液中的化學自轉變過程制備出高度致密的MIL-53膜。研究發現，MIL-53膜的生長分為兩個階段：在第一個階段，LDH作為鋁源供給型模板，可引導MIL-53晶體沿面外進行印跡復制型生長，約8個LDH六方晶格被同步替換為1個MIL-53正交晶格，形成膜的基礎架構；在第二個階段，隨著LDH模板犧牲，可動態調控氧化鋁載體中鋁源的可用性，引導MIL-53晶體沿面內準正交生長，協同獲得高度致密的MIL-53膜。

該膜呈現優異的甲酸、乙酸脫水分離性能以及連續運行穩定性。尤其重要的是，MIL-53膜可實現70 wt.%甲酸共沸物幾乎完全脫水（滲透物中水含量為98.9%），分離能耗與共沸精餾相比節省約77%。