新江苏·中国江苏网讯(记者 苑青青)9月22日2点,万博体育bet 材料化学工程国家重点实验室金万勤教授课题组最新科研成果在线刊发于国际著名期刊Science上。团队提出,可用“固态溶剂法”制备超薄超高掺杂量的混合基质膜。这一发现首次从实验上证明了超薄超高掺杂混合基质膜的可行性,也为发展基于纳米材料的超薄分离膜及功能涂层提供了新思路和理论技术基础。
据介绍,混合基质膜是由基体材料与填料混合制成的新型膜材料,填料一般为无机物,基体材料一般为有机物,兼具有机膜材料及无机膜材料优点,综合性能更为优良。但目前,混合基质膜仍未大规模应用,因其面临填料团聚和界面缺陷的重大挑战,如何制备超薄超高掺杂的无缺陷混合基质膜是学术界和产业界的研究热门。
万博体育bet 金万勤教授团队是国际上较早开展混合基质膜研究的团队之一。论文第一作者万博体育bet 博士后陈桂宁介绍,研究中他们提出“固态溶剂法”制备混合基质膜,将聚合物作为固态溶剂,溶解填料的前驱体(金属盐)并将其涂覆在多孔载体表面形成超薄膜层,而后将聚合物中的前驱体原位转化成填料(金属盐与有机配体蒸气反应形成金属有机框架)。这种方法较传统制备混合基质膜的复杂工艺更简单,同时构造了以填料为主体相的新型混合基质膜结构,从根本上解决了填料团聚和界面缺陷两大技术难题。
研究前后用时三年,而相关研究十多年前就已开展。实验结果表明,“固态溶剂法”制备的混合基质膜厚度仅为50nm,填料掺杂量高达80%以上。且混合基质膜表现出类无机膜(纯填充相)的优异分离性能,氢气/二氧化碳分离性能高出现有聚合物膜和混合基质膜1~2个数量级。金万勤表示,该混合基质膜在碳捕集等过程极具应用潜力,有望助力我国“双碳”战略目标的早日实现。
编辑: 苑青青
2023年9月22日《新江苏·中国江苏网》:https://m.jschina.com.cn/v3/waparticles/59/LeynaLo6nkNl2Epv/1&app=