二氧化碳的分离和捕集对减缓工业生产中温室气体的排放具有重要意义

近日，天津大学知望教授团队、天津工业大学Michael Gaffer教授团队和钟崇礼教授团队首次成功构建了金属诱导有序微孔聚合物(MMPs)，可用于二氧化碳和氮气的高效分离。同时实现了多孔膜的超薄、大面积制备，有助于推动气体膜分离技术在烟气CO2捕集领域的大规模应用。相关结果近日发表在《自然—材料》。

烟气是指煤等化石燃料燃烧时产生的污染环境的气态物质，其主要成分为氮气、二氧化碳和硫化物。由于能够高效地从烟气中分离CO2，超薄多孔膜是气体分离材料领域的研究热点之一。

目前流行的多孔膜材料是金属有机框架化合物材料(MOFs)，但其结构在潮湿条件下不够稳定。在制备分离滤膜的过程中，“MOFs”材料缺乏与膜的化学桥联作用，会导致实际滤膜出现裂纹、不平整等缺陷，从而影响实际性能。

“现有的多孔膜制备方法很难实现超薄和大面积制备”，论文作者之一知望告诉《中国科学报》记者。

研究人员利用富含氨基的聚合物、含羧基和氯原子的有机小分子配体、金属离子合成了一系列界面相容性良好的金属诱导微孔聚合物，并利用这些聚合物通过界面层诱导实现了超薄大面积多孔膜的制备。

“金属诱导微孔聚合物具有纳米柱状形貌、单元框架结构和晶粒尺寸可控、不同晶粒间界面相互作用良好等特点。”知望说。与传统的多孔材料及其制备方法相比，本研究制备的多孔材料和多孔材料薄膜制备环境温和，制备方法简单，易于推广。

众所周知，该方法制备的多孔膜具有超薄、大面积、无缺陷、一定的耐压性和优异的CO2/N2渗透选择性等优点，能够很好地满足国际公认的CO2捕集目标，有望应用于烟气CO2捕集领域。

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