高功能超薄二氧化碳别离膜成功研发

  双碳目标下，“捕获”二氧化碳，开展低能耗、环境友好的二氧化碳选择性别离膜具有极端重大意义和价值。近来，中国科学院大连化学物理研讨所研讨员杨维慎、副研讨员彭媛团队在纯相共价有机结构气体别离膜方面获得新进展，以二维共价有机结构(COFs)纳米片为别离膜构筑基元，诱发错排缩孔效应，成功将COFs的孔径缩小，完成小分子气体二氧化碳的高效别离。相关效果宣告在《德国使用化学》上。

  长久以来，针对混合气体的高效别离，研讨人员将目光聚集在具有较小孔径的金属有机结构资料上，而COFs因为孔径大于0.8纳米，一向被用作液体别离，难以准确别离小分子气体。为了构建具有高效二氧化碳别离功能的纯相二维COFs膜，研讨团队提出错位堆叠COFs纳米片以缩小孔径的想象，“这就像把大孔的渔网错位叠在一同网住小鱼相同”，彭媛说。

  要拆解从头拼装，有必要得有极薄的COFs纳米片。在前期研讨基础上，该团队以三种不同外表化学和孔径的层状COFs资料为研讨目标，开展出一种弱酸性溶剂剥层，并辅以温文机械外力的办法，将厚度约3000纳米的COFs资料剥离为厚度约2纳米、尺度达微米级的系列超薄纳米片层。然后，经过准确操控纳米片错排拼装战略，成功构建出孔径尺度合适二氧化碳别离的纯相COFs膜;此外，COFs有丰厚的外表官能团，可选择辨认和吸附二氧化碳。试验依据成果得出，COFs纳米片错排缩孔效应与骨架对二氧化碳选择性吸附特性的协同效果诱发了气体在膜内外表分散机制，完成了二氧化碳/氢气混合气中大分子二氧化碳优先浸透别离，别离功能到达工业使用需求。

  杨维慎表明，不相同的品种的COFs孔径不同，经过改造后或可完成其他气体的别离，这为开发新式COFs气体别离膜资料供给了新思路。(作者：卜叶)

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