記者21日從天津大學獲悉，該校化工學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。
