分离纯化在工业生产中占据重要地位。随着行业细分与迭代升级，分离目标日益多样化、特制化。膜分离是一种节能、环保、高效的新型分离技术，其中膜材料是技术核心。定制高性能分离膜材料以满足工业需求，对推动膜分离技术工业应用进程起到决定性的作用。金属-有机框架（metal-organic framework MOF）材料凭借其丰富骨架种类、多样化孔结构和高度可设计性等优势，被认为是理想的优质膜材料候选之一。然而，高性能MOF膜的开发过程耗时耗力，成本不菲，且饱受难以避免的非均相成核、缺陷、裂痕等问题困扰，致使MOF膜的实际分离性能远低于理论模拟数值，无法准确表达材料本征孔道结构分离能力。已成功形成膜分离应用的MOF数量，与剑桥晶体学数据中心公开的MOF材料数量相比，只是沧海之一粟。那么，是否存在一种能快速制备任意MOF膜并且能精准展示该MOF本征分离能力的方法呢？

积木组件相互独立，若选择不同形状组件相互配合紧固，可搭建成千变万化的功能模型。受这种结构特征的启发，近日，中国科学院大连化学物理研究所杨维慎和彭媛团队提出了一种模块化定制无缺陷MOF分离膜的研究策略。该膜结构包含两大平行模块，一个是基于非均相成核特点形成的离散MOF模块，主导利用本征孔道结构实现分子传质与分离；另一个是限域界面聚合操作形成的高度交联、超低渗透的聚酰胺（PA）模块，负责MOF模块间缺陷的全面封锁。在该策略指导下，随机替换MOF模块可定制相应MOF分离膜，实现了高性能MOF分离膜的快速产出。利用合成后改性策略，单独对膜内MOF模块骨架进行无损调控，实现了分离精度倍增。

作为概念验证，团队选择了四种具有完全不同结构（覆盖一维质三维孔道类型）和表面化学性质的MOF材料，构建了四种MOF分离膜，方法具有普适性。表征结果显示PA层紧密连接于MOF晶粒侧面，封堵了晶间缺陷，同时保障了MOF孔道全开放以供传质。

基于各自MOF孔道微环境特征，四种无缺陷膜材料展现出不同的分离性能，其中NH₂-Zn₂(bim)₄膜对H₂/CO₂混气的分离因子达1656，H₂渗透率达964 GPU，创新MOF膜分离记录。

进一步的，通过配体交换策略实现了对MOF模块孔窗尺寸的无损微调。结果表明，调控后的膜相较初始膜对H₂/CO₂分离因子提高了~200%。

该工作建立了MOF材料筛选—膜制造—分离评估—微观结构调控的全链条分离膜研究范式，为定制高性能分子筛和分离纯化获取高质产品开辟了一条新途径。