烯烃是化工中最重要和使用量最大的原料，主要是通过石油或烷烃裂解获得。工业上纯化丙烯常用的方法是能源密集型的低温蒸馏工艺，基于双碳战略，推行绿色环保，急需开发新型节能的分离技术。膜技术因具有较低的分离能耗，较好的分离效果，被认为是最有希望取代传统低温精馏的分离技术之一。而先进的功能性膜材料被认为是膜技术的芯片。

  金属有机框架（MOFs）由于具有孔径可调、孔隙率高等优点，在高通量筛分烯烃/石蜡混合物方面具有广阔的前景。然而，MOFs中连接体旋转而造成框架形变，常常使其筛分能力降低。将两种材料在纳米尺度上杂交，以实现机械性能的协同改善是自然界和人工材料中广泛采用的策略。一个典型的例子是铝合金的合金效应，在铝基体中加入金属材料如Cu、Mg，或非金属Si，这些杂化原子能抑制铝原子层的滑动，来提升整体材料的刚性。

  受此启发，天津大学姜忠义团队提出了一个基于MOFs和共价有机框架（COFs）杂化的“合金”膜（AMs）的概念。通过电驱动共沉积，将季铵（QA）功能化的COFs纳入沸石咪唑框架（ZIF-8）基体中。QA功能化的COF与ZIF-8基体在二者界面上形成库仑力，大大限制了ZIF-8的连接体旋转，并引发了ZIF-8晶格产生非常明显的柔性-刚性转变（合金化效应），形成了预期的AMs。通过调整COFs的装载量，获得了具有可调刚性的AMs，由此赋予了优异的丙烯/丙烷分离性能，其丙烯/丙烷分离系数超过了200，丙烯渗透率为168GPU。

  首先，作者选择了一种含有溴化乙锭单元（EBCOF）的QA功能化COF，简称为EBAM。通过高分辨率透射电镜（HRTEM）观察了EBCOF的晶体结构（图2a）。扫描电镜图（SEM）显示，EBCOF成功地电沉积在阴极一侧的阳极氧化铝（AAO）基底上（图2b）。通过将ZIF-8前体溶液的电还原合成， ZIF-8晶体也被均匀的电沉积在AAO基底上（图2c）。当前驱体中COF含量变高时，可以观察到膜表面的COF纳米片增多（图2d），相应地，EBAMs的膜厚度从580nm明显减少到340nm（图2e），归因于阳离子COF纳米片促进了ZIF-8沿水平方向的成核和生长，所以膜厚度显而易见地下降。为了进一步探索AMs的内部微观结构，通过SEM等手段监测AMs在不同沉积时间（5-60分钟）的形态和结构（图2f）。在5分钟的沉积时间内，COF纳米片和ZIF-8晶体都沉积在AAO基底上，反映了快速的电驱动沉积过程，以及ZIF-8的快速成核和结晶 (图2f)。根据上述结果，AMs可以被视为一类新型的混合基质膜（MMM），其中COF纳米片填料分散在MOF基质中。

  XRD图中峰的位置对应晶体的单元格结构，在AMs中观察到ZIF-8特征峰的向右移动，表明单元格的收缩（图3a）。因此，用Le Bail方法细化参数，以评估变化（图3c），模拟结果证实，加入COF纳米片后，ZIF-8晶体的立方a轴从17.012（1）Å收缩到16.854（1）Å，随着COF含量的增加，收缩率从0.3%到0.9%，意味着ZIF-8晶格刚性的逐步增加，这一现象表明ZIF-8框架格刚性的增加，是由ZIF-8/EBCOFs的界面相互作用引起的。AMs的FTIR光谱的蓝移可进一步证明这一推论（图3b）。表明，在AMs中ZIF-8和COF之间有相对来说比较强的相互作用，不但可以诱导ZIF-8晶体在COF表面成核和生长，还能加强ZIF-8的晶格刚性。此外，通过对样品进行XPS分析，根据结果得出，刚性EBCOF中的季铵盐-N和柔性ZIF-8的吡啶-N之间形成的库仑力，这一库仑力抑制了连接体的旋转，使得ZIF-8晶格的刚性化。

  用Wicke-Kallenbach方法测试了AMs和ZIF-8膜的气体分离性能，如图4a所示，随着EBCOF的加入，C3H6/C3H8的选择性和渗透性都得到了明显的改善，当COF含量为8.8%时，EBAM-2的C3H6/C3H8选择性飞速增加到203，C3H6渗透率达到168GPU。随着COF负载量的进一步增加（EBAM-2到EBAM-3），选择性和渗透率呈现下降趋势，可能是COF纳米片的聚集或ZIF-8晶格的过度僵化，诱发了界面缺陷的形成，阻碍了丙烯分子的渗透。

  综上所述，研究人员提出了一个新的AMs概念，通过电化学共沉积的方法制造MOF-COF AMs来证明。COF的季铵盐-N和ZIF-8的吡啶-N之间的库仑力限制了ZIF-8的连接体旋转，产生了明显的合金效应。因此，AM中的ZIF-8的晶格硬度能够最终靠加入不同数量的COF纳米片进行微调，使得AMs的分子筛分能力能够获得很好的控制。这种简单而温和的电驱动共沉积策略为大规模生产高质量的MOF基AMs提供了一个良好的平台。