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超薄多孔新材料輕松“捕獲”二氧化碳

2018-11-22 10:08:39 來源:科技日報 作者:孫玉松 點擊圖片瀏覽下一頁

 從天津大學(xué)獲悉,該校化工學(xué)院王志教授團隊及其合作者在世界上首次實現(xiàn)了多孔材料膜的超薄大面積制備,可更為容易地實現(xiàn)二氧化碳的分離與捕集,這一研究不僅有助于緩解溫室效應(yīng)氣體排放,也為氣體分離技術(shù)開辟了一個全新領(lǐng)域。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(fā)表。

  據(jù)介紹,二氧化碳的分離與捕集對于緩解工業(yè)生產(chǎn)過程中溫室氣體的排放具有重要意義。但是,在碳捕集方面,目前在氣體分離中大放異彩的“MOFs”材料效果并不理想。工業(yè)生產(chǎn)尤其是電力行業(yè)中,排放的氣體往往含有大量的水蒸氣。然而,“MOFs”材料在潮濕的條件下結(jié)構(gòu)容易被破壞。并且,在制備分離過濾膜的過程中,“MOFs”材料需要和另外一種聚合物混合后,涂覆到高分子基膜上,形成“混合相”薄膜。但是,由于“MOFs”和薄膜中的聚合物之間并沒有化學(xué)的橋接作用,會使得實際的過濾薄膜存在如裂紋及不均勻等缺陷,從而影響實際使用性能。

  王志教授團隊經(jīng)過不懈努力,首次成功構(gòu)筑了具有有序微孔結(jié)構(gòu)的金屬誘導(dǎo)有序微孔聚合物(MMPs),用于二氧化碳和氮氣的高效分離。該結(jié)構(gòu)以銅或鋅金屬離子、有機偶聯(lián)分子和短鏈的高分子聚合物作為結(jié)構(gòu)單元。“MMPs”可以涂覆在商品基膜上,既具有“MOFs”孔結(jié)構(gòu)的特征,又克服了其缺點,且具有更好的成膜性,更佳的穩(wěn)定性。同時,該結(jié)構(gòu)可以使和其中的聚合物單元具有較好親和性的二氧化碳透過;而親和性較差的氮氣被阻擋,從而實現(xiàn)了氣體的分離。

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