共價有機框架膜簡稱COFs膜,是一種由輕元素(C、B、N、O、Si等)形成強共價鍵而構成的一種新型多孔分離膜材料。COFs膜具有獨特的有序多孔結構,憑借其表面積大、孔徑可調、密度低、結構伸縮性好等特點,COFs膜在氣體分離與儲存、催化、生物傳感、藥物輸送、光電材料、環保和能源等領域展現出巨大應用潛力。
近年來,由于結構獨特和功能的多樣性,COFs膜受到全球各國研究人員關注,在國內,包括天津大學、中國科學院大連化學物理研究所、中國科學技術大學、南京大學等在內的院校均有從事相關研究。2021年,中國科學院大連化學物理研究所以二維共價有機框架納米片為分離膜構筑基元,誘發錯排縮孔效應,成功將COFs孔徑縮小,首次實現了CO2/H2混合氣中大分子CO2優先滲透分離,該研究方法可制備超薄納米片CO2,分離性能達到工業應用需求。
根據新思界產業研究中心發布的《
2022-2027年共價有機框架膜(COFs)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,共價有機框架膜是一種新型、低能耗、環境友好的CO2選擇性分離膜,在碳中和、碳達峰戰略目標下,發展共價有機框架膜產業具有重要發展意義和實際應用價值。
COFs膜是有機框架膜的一種,也是目前有機框架膜領域研究重點之一。近年來,隨著研究不斷深入,越來越多的COFs材料被發現并得到應用,現階段,COFs材料主要分為含硼類的COFs材料、三嗪類的COFs材料、亞胺類的COFs材料以及其他類型的COFs材料。根據是否引入手性基團,COFs材料材料有分為手性COFs材料和非手性COFs材料兩大類。
COFs膜制備工藝復雜,合成成本高,受技術、成本限制,COFs膜尚未實現大規模生產,COFs膜難溶于大部分溶劑,規模化制備連續無缺陷的分離膜難度較大,未來如何實現無缺陷膜精密制備、超薄化生產、提高產品分離性能仍將是COFs膜領域研究重點。
新思界
行業分析人士表示,COFs膜是一種新型多孔分離膜材料,其在氣體分離、生物傳感、藥物輸送、光電材料等領域展現出了良好的應用前景,但受制于制膜技術、產品性能等因素,目前COFs膜尚未實現大規模生產及應用。但整體來看,隨著相關問題得到解決,未來有機框架膜市場發展潛力較大。