超薄多孔新材料輕松“捕獲”二氧化碳

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了多孔材料膜的超薄大面積制備，可更為容易地實現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氣體排放，也為氣體分離技術開辟了一個全新領域。英國倫敦時間11月19日下午，該科研成果在《自然·材料》在線發表。

據介紹，二氧化碳的分離與捕集對于緩解工業生產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。工業生產尤其是電力行業中，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構容易被破壞。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。

王志教授團隊經過不懈努力，首次成功構筑了具有有序微孔結構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。該結構以銅或鋅金屬離子、有機偶聯分子和短鏈的高分子聚合物作為結構單元。“MMPs”可以涂覆在商品基膜上，既具有“MOFs”孔結構的特征，又克服了其缺點，且具有更好的成膜性，更佳的穩定性。同時，該結構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，從而實現了氣體的分離。