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        科學(xué)家制備出高性能超薄二氧化碳分離膜

        2021-12-04 03:29:25
        潤滑與密封 2021年8期
        關(guān)鍵詞:孔徑二氧化碳框架

        長久以來,針對混合氣體的高效分離,研究人員將目光聚焦在擁有較小孔徑的金屬-有機框架材料上,而COFs由于孔徑大于0.8 nm,一直被用作液體分離,難以精確分離小分子氣體。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員楊維慎、副研究員彭媛團隊以二維共價有機框架(COFs)納米片為分離膜構(gòu)筑基元,誘發(fā)錯排縮孔效應(yīng),成功將COFs的孔徑縮小,實現(xiàn)小分子氣體二氧化碳的高效分離。

        為了構(gòu)建具有高效二氧化碳分離性能的純相二維COFs膜,該研究團隊提出錯位堆疊COFs納米片以縮小孔徑的設(shè)想。他們以3種不同表面化學(xué)和孔徑的層狀COFs材料為研究對象,發(fā)展出一種弱酸性溶劑剝層,并輔以溫和機械外力的方法,將厚度約3 000 nm的COFs材料剝離為厚度約2 nm、尺寸達微米級的系列超薄納米片層。而后,通過精確控制納米片錯排組裝策略,成功構(gòu)建出孔徑尺寸適合二氧化碳分離的純相COFs膜。COFs有豐富的表面官能團,能夠選擇識別和吸附二氧化碳,分離性能達到工業(yè)應(yīng)用需求。

        (來源:中國科學(xué)報)

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