首页>科技 > 科技 > 正文

团队研究在纯相共价有机框架气体分离膜方面取得新进展

2021-08-12 10:26:31    出处:科技日报

双碳目标下,捕获二氧化碳(CO2),发展低能耗、环境友好的CO2选择分离膜具有重要意义和价值。记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员杨维慎、副研究员彭媛团队在纯相共价有机框架气体分离膜方面取得新进展,以二维共价有机框架(COFs)纳米片为分离膜构筑基元,诱发错排缩孔效应,成功将COFs的孔径缩小,实现小分子气体CO2的高效分离。相关成果发表在《德国应用化学》上。

长久以来,针对混合气体的高效分离,研究人员将目光聚焦在拥有较小孔径的金属—有机框架材料上,而COFs由于孔径大于0.8纳米,一直被用作液体分离,难以精确分离小分子气体。为了构建具有高效CO2分离能的纯相二维COFs膜,研究团队提出错位堆叠COFs纳米片以缩小孔径的设想。“这就像把大孔的渔网错位叠在一起网住小鱼一样。”彭媛说。

要拆解重新组装,必须要有极薄的COFs纳米片。在前期研究基础上,该团队以三种不同表面化学和孔径的层状COFs材料为研究对象,发展出一种弱酸溶剂剥层,并辅以温和机械外力的方法,将厚度约3000纳米的COFs材料剥离为厚度约2纳米、尺寸达微米级的系列超薄纳米片层。而后,通过精确控制纳米片错排组装策略,成功构建出孔径尺寸适合CO2分离的纯相COFs膜;此外,COFs有丰富的表面官能团,能够选择识别和吸附CO2。实验结果表明,COFs纳米片错排缩孔效应与骨架对CO2选择吸附特的协同作用诱发了气体在膜内表面扩散机制,实现了CO2/氢气(H2)混合气中大分子CO2优先渗透分离,分离能达到工业应用要求。

杨维慎表示,不同种类的COFs孔径不同,经过改造后或可实现其他气体的分离,这为开发新型COFs气体分离膜材料提供了新思路。(记者郝晓明)

关键词: 纯相共价 有机框架 气体分离膜 纳米片

相关内容

消费
产业
汽车博主发表贬损极狐汽车言论 极狐要求永久删除 近日,北汽极狐公司针对知名汽车博主袁启聪在抖音和微博发布的涉及极狐
天天视点!极限 极限有高有低……心理极限极高的人可能身体会先到极限而出问题。身体极
世界热推荐:观众齐喊“开空调”!梁静茹沈阳演唱会遭遇尴尬一幕 近期高温预警,再加上演出现场人员爆满,昨天是满场,估计昨天观看演唱
每日快看:2023年河北省普通高校招生服装表演类专业校际联考成绩统计表(专业成绩·综合成绩) 最新高考资讯、高考政策、考前准备、志愿填报、录取分数线等高考时间线
基金