金屬有機骨架(metal-organic framework, MOF)為結晶性微孔洞材料，可用做薄膜氣體分離之應用。在本研究中，我們探討CAU-10-PDC這個MOF薄膜在氣體分離時所產生的結構變化。此薄膜在進行氣體分離前的空間群為I41/amd，而在到甲烷之後，其空間群改變至I41。這樣的改變也導致了孔洞限制直徑(pore limiting diameter)大小從4.15大幅縮減至2.95 Å，因而在氣體滲透的實驗當中，我們觀察到氣體的透過率隨著接觸甲烷的時間而逐步降低。而由於二氧化碳透過率降低的幅度低於甲烷，因此CAU-10-PDC薄膜之二氧化碳/甲烷的選擇率隨著操作時間而上升。我們透過臨場的X光繞射實驗來研究此結構改變之現象。我們發現在CAU-10-PDC在通入甲烷之後發生結構變化，而將甲烷移除系統之後，結構可以回復原狀。不過，當接觸過甲烷的CAU-10-PDC樣品接觸到二氧化碳時，其發生的結構變化不同於未曾接觸過甲烷之樣品，因此我們推測甲烷可對此MOF材料產生不可逆之性質改變。（化工系康敦彥教授提供） igure 1. (a) CAU-10-PDC接觸甲烷與二氧化碳之後所發生的一系列結構變化(b)臨場X光繞射實驗顯示此MOF在接觸甲烷時，確實發生了結構的改變。(c)利用CAU-10-PDC進行薄膜氣體分離實驗，結果顯示此新穎薄膜具備將近100的氫氣/甲烷選擇率，以及超過60的二氧化碳/甲烷選擇率。
金屬有機骨架(metal-organic framework, MOF)為結晶性微孔洞材料，可用做薄膜氣體分離之應用。在本研究中，我們探討CAU-10-PDC這個MOF薄膜在氣體分離時所產生的結構變化。此薄膜在進行氣體分離前的空間群為I41/amd，而在到甲烷之後，其空間群改變至I41。這樣的改變也導致了孔洞限制直徑(pore limiting diameter)大小從4.15大幅縮減至2.95 Å，因而在氣體滲透的實驗當中，我們觀察到氣體的透過率隨著接觸甲烷的時間而逐步降低。而由於二氧化碳透過率降低的幅度低於甲烷，因此CAU-10-PDC薄膜之二氧化碳/甲烷的選擇率隨著操作時間而上升。我們透過臨場的X光繞射實驗來研究此結構改變之現象。我們發現在CAU-10-PDC在通入甲烷之後發生結構變化，而將甲烷移除系統之後，結構可以回復原狀。不過，當接觸過甲烷的CAU-10-PDC樣品接觸到二氧化碳時，其發生的結構變化不同於未曾接觸過甲烷之樣品，因此我們推測甲烷可對此MOF材料產生不可逆之性質改變。（化工系康敦彥教授提供）
igure 1. (a) CAU-10-PDC接觸甲烷與二氧化碳之後所發生的一系列結構變化(b)臨場X光繞射實驗顯示此MOF在接觸甲烷時，確實發生了結構的改變。(c)利用CAU-10-PDC進行薄膜氣體分離實驗，結果顯示此新穎薄膜具備將近100的氫氣/甲烷選擇率，以及超過60的二氧化碳/甲烷選擇率。