南工大分离膜领域再获新进展

  中化新网讯 近日,南京工业大学金万勤教授团队在分离膜领域取得新进展,采用固态溶剂法制备出超薄超高掺杂量的混合基质膜。该成果在线发表在国际期刊《科学》上。

  据介绍,膜技术具有分离能耗低等优势,但其发展普遍受限于渗透性和选择性的制约关系,将高性能无机填料掺杂在聚合物中制备混合基质膜,有望突破这一瓶颈。然而,面临填料团聚和界面缺陷的重大挑战,混合基质膜仍未大规模应用。

  金万勤团队是国际上较早开展混合基质膜研究的团队之一。“我们提出将聚合物作为固态溶剂,溶解填料的前驱体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。”南京工业大学陈桂宁博士介绍。区别于传统的“合成填料—分散填料—填料与聚合物混合”制备混合基质膜的复杂工艺,该方法仅需在聚合物中溶解高含量前驱体,即可实现高含量填料的均匀超薄化掺杂,同时以填料为主体相的新型混合基质膜结构有利于填料之间形成贯穿孔道,为分子提供超快传输通道。

  实验表明,采用固态溶剂法制备的混合基质膜厚度仅为50纳米,填料掺杂量高达80%以上,实现了膜渗透性和选择性数量级的提升。基于超薄膜层和填充的贯穿筛分孔道,该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。

  “固态溶剂法主要依靠聚合物膜的加工制备技术,因此易于放大制备成超薄的平板型和中空纤维型混合基质膜。”南京工业大学刘公平教授说,该方法适用于不同类型的填料和聚合物基质,表现出良好的规模化制备前景与膜材料普适性。

  “研究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。”金万勤介绍。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”目标的实施。在国家重点研发项目的资助下,该团队正在开展混合基质膜的放大制备与应用技术研究。 (朱琳)


相关推荐

贵州大学在植物细菌性病害防控领域取得重要进展:首次发现靶向相分离蛋白RpoA防控水稻白叶枯病新机制

  贵州大学绿色农药全国重点实验室宋润江教授团队在植物细菌性病害防控领域取得重要进展:首次发现靶向相分离蛋白RpoA防控水稻白叶枯病的新机制  植物细菌性病害是农业生产中的重要限制因素,其中由黄单胞....

2026-03-13     中化新网

我国大型固态储氢设备实现充氢状态海上出口运输

从上海海事局获悉,3月11日,一台已完成充氢作业的大型固态储氢设备在上海外高桥港区顺利装船出运,标志着我国自主研发的固态储氢技术在氢能储运领域取得新突破。  此次出运的镁基固态储氢设备目的地为马来西....

2026-03-12     新华网

气相二氧化硅在陶瓷胶中补强作用

  在现代工业粘接与密封领域,陶瓷胶凭借其优异的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能,已成为航空航天、电子电气、汽车制造等高端领域不可或缺的关键材料。然而,传统陶瓷胶在力学性能上的短板,如拉伸强度不足、断裂伸长率...

2026-03-11     中化新网

华东理工联手氯碱化工攻克副产氯化氢循环利用难题

近期,华东理工大学化学与分子工程学院郭杨龙教授团队与上海氯碱化工股份有限公司(简称“氯碱化工”)历时17余年合作开发的3万吨/年的氯气生产装置满负荷运行,并顺利通过72小时连续运行考核。该装置是全球首...

2026-03-11     中化新网

国内首台套电驱裂解气压缩机试车成功

近日,国内首台套全电驱裂解气压机,在独山子石化塔里木二期乙烯项目(以下简称“塔二期”)试车成功,为项目后续高效推进奠定基础。

2026-03-10     中国石油和化工

重要突破!新型复合催化剂降低绿氨成本

绿氨,这种燃烧后只产生氮气和水的“零碳”燃料,被视为储存绿氢的理想载体,正成为能源转型的新热点。北京大学化学与分子工程学院的沈兴海教授团队巧妙地利用特殊的二维碳材料石墨炔,与核工业中的“边角料”贫铀相...

2026-03-10     中国石油和化工