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新材料为气体分离和捕集技术开辟了新领域!

来源:科技服务未来   更新时间:2018-11-27 16:53:51    

  在工业生产活动中,温室气体二氧化碳可是“常客”,而且还是“不请自来”,甚不讨喜。一直以来,研究人员致力于发现分离捕集二氧化碳的材料,但是目前在气体分离和捕集中“大出风头”的“MOFs”材料效果却似乎并不尽人意。

  链科技小编获悉,日前天津大学化工学院王志教授研究团队及其合作者实现了多孔材料膜的超薄大面积制备,乃世界首次,利用这种多孔材料,可以更加容易的实现二氧化碳的分离与捕集。该研究成果不仅可以缓解温室效应,同时更为气体分离和捕集技术开辟了新领域。相关研究成果发表在《自然·材料》杂志上。

  在二氧化碳的捕集方面,目前主要有三种方式:燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集,这三种方法虽然所用技术并不相同,但是其目的都是缓解工业生产活动中温室气体二氧化碳的排放。目前,“MOFs”材料被诸多企业用来捕集二氧化碳,但是在工业生产尤其是电力行业,排放的温室气体中往往含有大量的水蒸气,而“MOFs”材料遇水会导致结构破坏,使得捕集效果大打折扣。此外,在制备分离滤膜过程中,“MOFs”材料需与另外一种聚合物混合之后才能涂覆到高分子基膜表面,形成“混合相”薄膜,但是由于“MOFs”材料与薄膜中的聚合物之间不存在化学的桥接作用,因此会使实际的过滤薄膜存在一些缺陷,严重影响了使用性能。

  王志教授团队的此次研究可以很好的克服“MOFs”材料在捕集二氧化碳过程中存在的问题。研究人员以铜或锌金属离子、有机偶联分子和短链的高分子聚合物作为基本结构单元,成功构筑了具有有序微孔结构的金属诱导有序微孔聚合物(MMPs),不仅可以捕集二氧化碳,同时还可以实现二氧化碳和氮气的高效分离。据了解,“MMPs”材料可覆盖在产品的基膜上,既有“MOFs”材料的优势,又克服了其缺点,并且成膜性更好、更稳定。与此同时,“MMPs”可以使亲和性较好的二氧化碳透过,而亲和性较差的氮气被阻挡在外,实现气体的分离。

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