近日，材料化学工程国家重点实验室、化工学院顾学红教授团队在国际知名期刊《Nature Communications》上发表题为“Control of zeolite framework flexibility for ultra-selective carbon dioxide separation”的研究论文。该论文提出新的策略调控分子筛膜骨架柔性，获得了超高的CO₂分离选择性。顾学红教授为论文通讯作者，杜鹏博士生、张玉亭副教授、王学瑞教授为论文共同第一作者，万博体育bet 为通讯单位。

在双碳战略背景下，发展清洁能源、实现CO₂分离与捕集是工业过程碳减排的重要途径。天然气的碳排放量远低于煤炭和石油，是相对洁净的化石能源，在未来的能源结构调整中将发挥重要的作用。膜分离用于天然气中脱碳能够显著降低分离能耗，但对膜材料的分离性能和稳定性提出很高的要求。全硅型DD3R分子筛膜的孔径为0.36 nm×0.44 nm，是理想的天然气脱碳膜材料。然而，DD3R分子筛膜在常规煅烧脱模板剂过程中，由于晶体膨胀而导致膜缺陷产生和分离性能下降。

针对以上问题，本工作提出一种脱模板剂策略，通过瞬时高温（700°C）热解模板剂，来调控DD3R分子筛骨架柔性，再在中等温度（550 °C）下连续煅烧脱除模板剂，获得了具有超高CO₂/CH₄分离选择性的DD3R分子筛膜。所制备20 cm长中空纤维DD3R分子筛膜的CO₂/CH₄选择性为157~1172，CO₂渗透性为890~1540×10^-10mol m^-2s^-1Pa^-1，分离性能远远超过商业聚合物膜的Robeson上限。该方法有效解决了分子筛膜脱模板剂过程中的热膨胀不匹配问题，同样适用于MFI、SSZ-13等高硅分子筛膜的制备，有望推动气体分离分子筛膜的实际应用。

该项工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接（https://www.nature.com/articles/s41467-022-29126-6）

作者：材料化学工程国家重点实验室；审核：仲盛来