科學(xué)家制備出高性能超薄二氧化碳分離膜

長(zhǎng)久以來，針對(duì)混合氣體的高效分離，研究人員將目光聚焦在擁有較小孔徑的金屬-有機(jī)框架材料上，而COFs由于孔徑大于0.8 nm，一直被用作液體分離，難以精確分離小分子氣體。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員楊維慎、副研究員彭媛團(tuán)隊(duì)以二維共價(jià)有機(jī)框架(COFs)納米片為分離膜構(gòu)筑基元，誘發(fā)錯(cuò)排縮孔效應(yīng)，成功將COFs的孔徑縮小，實(shí)現(xiàn)小分子氣體二氧化碳的高效分離。

為了構(gòu)建具有高效二氧化碳分離性能的純相二維COFs膜，該研究團(tuán)隊(duì)提出錯(cuò)位堆疊COFs納米片以縮小孔徑的設(shè)想。他們以3種不同表面化學(xué)和孔徑的層狀COFs材料為研究對(duì)象，發(fā)展出一種弱酸性溶劑剝層，并輔以溫和機(jī)械外力的方法，將厚度約3 000 nm的COFs材料剝離為厚度約2 nm、尺寸達(dá)微米級(jí)的系列超薄納米片層。而后，通過精確控制納米片錯(cuò)排組裝策略，成功構(gòu)建出孔徑尺寸適合二氧化碳分離的純相COFs膜。COFs有豐富的表面官能團(tuán)，能夠選擇識(shí)別和吸附二氧化碳，分離性能達(dá)到工業(yè)應(yīng)用需求。

(來源：中國(guó)科學(xué)報(bào))