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Tunable molecular separation by nanoporous membranes

Wang, Zhengbang 1; Knebel, Alexander; Grosjean, Sylvain 2; Wagner, Danny 3; Bräse, Stefan 2,3,4; Wöll, Christof 1; Caro, Jürgen; Heinke, Lars 1
1 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Biologische Grenzflächen (IBG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Toxikologie und Genetik (ITG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

Metal-organic frameworks offer tremendous potential for efficient separation of molecular mixtures. Different pore sizes and suitable functionalizations of the framework allow for an adjustment of the static selectivity. Here we report membranes which offer dynamic control of the selectivity by remote signals, thus enabling a continuous adjustment of the permeate flux. This is realized by assembling linkers containing photoresponsive azobenzene-side-groups into monolithic, crystalline membranes of metal-organic frameworks. The azobenzene moieties can be switched from the trans to the cis configuration and vice versa by irradiation with ultraviolet or visible light, resulting in a substantial modification of the membrane permeability and separation factor. The precise control of the cis:trans azobenzene ratio, for example, by controlled irradiation times or by simultaneous irradiation with ultraviolet and visible light, enables the continuous tuning of the separation. For hydrogen:carbon-dioxide, the separation factor of this smart membrane can be steplessly adjusted between 3 and 8.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000065426
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/ncomms13872
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Biologische Grenzflächen (IBG)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Institut für Toxikologie und Genetik (ITG)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2016
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
urn:nbn:de:swb:90-654262
KITopen-ID: 1000065426
HGF-Programm 47.02.06 (POF III, LK 01) Zellpopul.auf Biofunk.Oberflächen IFG
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 7
Seiten 13872
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 20.12.2016
Schlagwörter Materials chemistry; Physical chemistry
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