损的膜可包含未被膜覆盖的开放空间。在这些开放的空间中，配体或金属可通过以金属和溶剂溶液或者配体和溶剂溶液浸泡进行饱和。一旦饱和完成，可将所述载体浸没在相应的配体和溶剂溶液或者金属和溶剂溶液中，从而进行反向扩散。
[0038]图3示出了膜愈合反向扩散实施方案。在图3中，金属饱和的载体5被沉降至配体和溶剂溶液10中。随着金属从金属饱和的载体5的内部扩散出，并且来自配体核溶剂溶液10的配体扩散入金属饱和的载体5中，在金属饱和的载体5的缺损空间40中形成OF膜30 ο
[0039]在一个实施方案中，微波辐照可用于诱导膜生长和在多孔载体内和多孔载体的表面上形成种子层。在实施方案中，将以金属和溶剂溶液或者配体和溶剂溶液饱和的载体浸没于相应的配体和溶剂溶液或金属和溶剂溶液中，密封于炉或反应器中的容器中，并暴露至微波辐照。在该实施方案中，以及类似于反向扩散实施方案的实施方案中，所述溶剂不蒸发。
[0040]图4示出了膜愈合反向扩散实施方案。在图4中，将金属饱和的载体5沉降至配体和溶剂溶液10中。微波辐照诱导金属饱和的载体5的反应区35中的膜的晶种。在金属饱和的载体5的反应区35中形成MOF膜30。
[0041]在实施方案中，因为本公开的方法保存金属和/或配体试剂且相比当前已知的方法使用较少的金属和配体试剂；所述金属和溶剂溶液和/或所述配体和溶剂溶液可以回收，因为所述溶液可包含足以维持用于其他应用的足够反应性的试剂。在实施方案中，该循环可包含重复使用所述金属和溶剂溶液和/或所述配体和溶剂溶液，或者其可包含将所使用的金属和溶剂溶液和/或所述配体和溶剂溶液与另一金属和溶剂溶液和/或配体和溶剂溶液组合。
[0042]在一个实施方案中，快速热沉积方法提供了载体上多微孔材料薄膜的快速沉积。不受限制，快速热沉积方法以连续方式简化了功能薄膜的生产。此外，不受限制，快速热沉积方法提供了用于基于膜的分离的金属有机骨架的快速、规模化的制备。
[0043]快速热沉积方法的优势包括快速沉积、快速结晶、低化学消耗、多层沉积和破裂膜的愈合。关于快速沉积，实施方案包括花费少于约30分钟，可选地约15分钟至约30分分钟的薄膜沉积，这远少于常规技术的数小时或数天。不受限制，快速沉积通过使用有限体积的溶剂和增加的温度完成。在实施方案中，溶剂的量可为每cm2薄膜少于10(8卩，一些)滴。在一些实施方案中，所述增加的温度为相对较高的温度。
[0044]关于快速结晶的优势，这样的结晶可几乎伴随薄膜沉积同时发生，并且在一些实施方案中在大致相同的时间范围发生。不受限制，通过使用强热驱动力实现的快速结晶可诱导快速成核和生长。
[0045]关于低化学消耗的优势，快速热沉积可使用相对较小量的化学溶剂(相比薄膜的常规水热制备)。快速热沉积方法可通过不将所述载体浸泡于生长溶液以制备薄膜而实现使用这样的少量化学溶剂。例如，快速热沉积方法的实施方案包括每cm2薄膜消耗数滴合成溶液，这与常规技术相反，其可能使用足以浸泡用于薄膜制备的全部载体的溶液。
[0046]关于多层沉积的优势，通过利用快速热沉积方法重复沉积生长溶液，可制备多层薄膜。在实施方案中，快速热沉积方法包括控制薄膜厚度。实施方案包括薄膜厚度为约0.1微米至约5微米，可选地约I微米至约5微米，并且可选地小于约5微米，并且还可选地小于约I微米。
[0047]关于可扩展的连续薄膜制备的优势，快速热沉积方法提供了可扩展至连续薄膜制备方法的薄膜沉积方法，这与由于在合成溶液中浸没和去除载体而使用批次合成的常规技术相反。快速热沉积方法的实施方案在一个相对快速的步骤中形成薄膜，而无任何类型的浸没。
[0048]关于愈合破裂膜的优势，快速热沉积方法可通过愈合膜组件中的破裂进一步减少膜消耗。因为晶体仅在金属离子和配体分子接触的裂缝处生长，破裂的膜可快速愈合。例如，可在缺损(即，膜中的裂缝)处形成晶体。
[0049]在一些实施方案中，快速热沉积方法允许通过金属有机骨架分离气体如H2、CO2,N2、CH4, SF6, C3H6, C3H8等。
实施例
[0050]为了帮助更好地理解当前的实施方案，给出了以下一些实施方案的某些方面的实施例。以下实施例不应当以任何方式理解为限制、界定所述实施方案的范围。
[0051]实施例1
[0052]现在将描述用于通过快速热沉积合成HKUST-1膜的详细方法。通过将2.5g硝酸铜半(五水合物)[Cu(NO3)2.2.5Η20]和1.25g I, 3，5-苯三羧酸(BTC)分别溶解于1ml DMF中，制备金属溶液和配体溶液。将两种溶液搅拌10分钟。将配体溶液逐滴添加至金属溶液中，并将混合物搅拌10分钟直到获得澄清溶液。将摩尔比为Cu:BTC:DMF = 1.8:1:43.4的该前体溶液用于RTD处理。将自制的多孔α-氧化铝盘(孔隙率=46%，直径=22mm，并且厚度=2mm)用作载体，并使用先前报导的方法获得。将所述载体在一面抛光。用所述前体溶液将所述载体滑动涂抹(将所述载体抛光面朝下保持水平，并将所述前体溶液与所述载体接触30秒，然后滑开并保持垂直)。在从所述抛光面快速吸走(wicking off)过量的前体溶液后，将所述滑动涂抹的载体置于预加热的180°C的炉中15分钟，在皮氏培养皿上使抛光面向上。15分钟后，关掉炉子，并允许样品在炉中自然冷却至室温。然后去除膜，以甲醇冲洗，并在甲醇中进行24小时溶剂交换。随后在环境条件下将膜干燥12小时。
[0053]实施例2
[0054]相对于通过传统二次生长法生成的对照HKUST-1，对实施例1中的RTD样品进行单一气体渗透测量。使用时间间隔法，在室温下以Ibar的给进压力对气体如H2、N2、CH4、C0#SF6进行单一气体渗透测量。在测量前，将这样制备的HKUST-1膜在甲醇中交换24小时，并在进行气体渗透测量前在架子上静置至少12小时。由于其开放的金属位点，HKUST-1为亲水性的(即，水分子可容易地与开放的金属位点配位)。为了确保完全去除配位的水分子，将膜置于气体渗透小室中，并在进料侧用氦气冲洗并在渗透侧真空清扫24小时。该检测的结果不出在图5中。
[0055]结果表明通过RTD膜的所有气体(除0)2外)的渗透率均大幅低于通过常规膜的那些。较低的渗透率表明，在相似的膜厚度(?20-25 μπι)情况下，RTD-HKUST-1膜具有好得多的微观结构(即，晶界结构)。具有更佳的晶界结构，非选择性的晶体内扩散可被抑制，产生较高的H2/SF6选择性。
[0056]实施例3
[0057]现在将描述用于通过快速热沉积合成Z1F-8膜的详细方法。通过将1.32g醋酸锌二水合物(Zn(OAc)2CH2O)和l.0Og 2-甲基咪唑(m_Im)分别溶解于15mL溶剂中，制备金属溶液和配体溶液。使用的溶剂为比率2:1 (v/v)的DMA和DI水混合物。将配体溶液逐滴添加至金属盐溶液中，并搅拌lmin。摩尔比为Zn:m-1m:DMA/DI = 1:2:128的该前体溶液被以与上述实施例1中所述相似的方式立即用于在α-氧化铝载体上的滑动涂抹。将滑动涂抹的载体置于200°C的炉中15分钟。15分钟后，将膜缓慢冷却至室温，类似于HKUST-1膜。用DMA冲洗ZIF-8膜，然后在乙醇中进行乙醇冲洗和溶剂交换3天。在溶剂交换后，将膜在85°C下干燥12小时。
[0058]实施例4
[0059]现在将描述通过反向扩散愈合缺损的ZIF-8膜的详细方法。以与上文所述方式相似，但使用回收的前体溶液的方式合成有缺损的膜。将不良交生的ZIF-8膜加载至自制的扩散小室。配体溶液(将于20mL去离子水中的2.27g 2-甲基咪唑)倒入扩散小室的载体侧，并保持I小时以饱和所述载体。将金属溶液(于20mL去离子水中