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

华南理工举办第十二届全国大学生化工安全设计大赛决赛暨化工安全教育论坛

  12月6日,“信立泰杯”全国大学生化工安全设计大赛决赛暨化工安全教育论坛在华南理工大学举行。本次赛事(论坛)由中国化工学会主办,华南理工大学承办,深圳信立泰药业股份有限公司协办,旨在搭建一个供企业...

2025-12-10     中化新网

卤水“零废”资源化利用技术国际领先

  由山东海化集团有限公司自主研发的“基于废弃物循环和分域控制理论下的卤水高效资源化利用新技术”上周通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

2025-12-10     中国化工报

醇酯体系液流储氢与工业副产氢分离储存技术国际领先

  该成果在储氢体系、催化剂开发、工艺创新及系统集成等多个层面实现原创性突破。

2025-12-09     中化新网

清洁能源与绿碳技术科普中心试运行

12月8日,依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所(简称“青岛能源所”)/山东能源研究院建设的清洁能源与绿碳技术科普中心(简称“科普中心”),在王哥庄园区启动试运行,该中心是联合国教科文组织(UNES...

2025-12-09     中化新网

中原油田斩获全国石油工业标准化学术优秀论文奖项

中化新网讯12月5日,第二十届全国石油工业标准化学术论坛交流会在北京召开。中原油田在本届论坛中表现卓越,报送的48篇论文经过层层审核与推荐,最终由石油工业标准化委员会组织评审,共有3篇论文从全国众多....

2025-12-09     中化新网

北京化工大学专家团赴奎屯调研交流

11月16~19日,教育部北京化工大学科技查新站的专家团队于赴奎屯开展调研交流活动,围绕化工领域技术创新、成果转化、人才联合培养等核心议题展开。 11月17日上午,专家团队一行前往奎屯-独山子经济技....

2025-12-09     中化新网