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我國研究人員首次實現超薄多孔膜大面積制備

2018-12-13

天津大學11月20日發布消息稱,該校化工學院王志教授團隊及其合作者首次實現了超薄多孔膜的大面積制備,為氣體的分離技術開辟了一個全新的領域。


  二氧化碳的分離與捕集對于緩解生產過程中溫室氣體的排放具有重要意義。在碳捕集方面,在氣體分離中大放異彩的MOFs材料顯得不是很合適。其重要原因是大部分的碳分離捕集過程都會涉及到水份的影響,在潮濕的條件下MOFs材料的結構不是很穩定。并且在制備過濾膜的時候,MOFs材料一般會被涂覆到高分子薄膜上來形成“混合相”的薄膜。但是由于MOFs和薄膜之間沒有化學的橋接作用,因此實際的過濾薄膜會存在很多缺陷以及MOFs的團聚,從而造成過濾膜的性能缺失。


  英國倫敦時間11月19日下午,該科研成果在《自然·材料》在線發表,首次發現了可以通過金屬誘導的方法來合成有序微孔膜,用于高效的CO2/N2分離。


  研究者以金屬離子(Cu2+  Zn2+),有機偶聯分子和短鏈的高分子聚合物作為結構單元,成功構筑了具有有序微孔結構的金屬誘導有序微孔聚合物(MMPs)。MMPs可以涂覆在商業的薄膜上,具有很好的機械穩定性。且由于CO2和其中的聚合物單元具有較好的親和性,因此能夠透過薄膜;而親和性較差的氮氣被阻擋,從而實現了氣體的分離。


  據悉,王志教授團隊長期致力于CO2分離膜技術的研究。為突破CO2分離膜的性能瓶頸,從綜合調控膜結構、聯合多種選擇機制、構筑CO2高速傳遞通道以及構筑高效仿生結構等方面設計和制備高性能膜材料。成功開發了多種分離性能處于世界先進甚至領先水平的新型CO2分離膜材料。在此基礎上,系統開發了膜材料、膜及膜組件的規模化制備技術。


來源:中國化工報社·中化新網


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