“固态溶剂法”突破传统膜技术限制，实现高性能分离
南京工业大学教授金万勤团队在分离膜领域取得了新进展，他们用“固态溶剂法”成功制备出超薄超高掺杂量的混合基质膜。这项成果最近在线发表于《科学》杂志。传统的膜技术受限于渗透性和选择性的制约关系，而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限制，成为近年来的研究前沿。然而，由于填料团聚和界面缺陷，这种混合基质膜目前尚未大规模应用。
金万勤团队提出的新方法是将聚合物作为固态溶剂，通过溶解高含量前驱体并将其涂覆在多孔载体表面形成超薄膜层，进而将聚合物中的前驱体原位转化成填料。这种方法与传统方法相比，简化了制备过程，只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。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。
实验结果显示，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。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/二氧化碳分离性能比现有聚合物膜和混合基质膜高出1~2个数量级。
该方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。该方法适用于不同类型的填料和聚合物基质，展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，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支撑。该混合基质膜在碳捕集等过程中具有广阔的应用潜力，有望为实现中国的“双碳”战略目标提供支持。
版权声明：除特殊说明外，本站所有文章均为 字节点击 原创内容，采用 BY-NC-SA 知识共享协议。原文链接：https://byteclicks.com/53184.html 转载时请以链接形式标明本文地址。转载本站内容不得用于任何商业目的。本站转载内容版权归原作者所有，文章内容仅代表作者独立观点，不代表字节点击立场。报道中出现的商标、图像版权及专利和其他版权所有的信息属于其合法持有人，只供传递信息之用，非商务用途。如有侵权，请联系 gavin@byteclicks.com。我们将协调给予处理。
查看全文
作者最近更新
-
盘点未来传感器的8大趋势传感学院
2024-07-13 -
安徽国芯成功研发出全球首款商用钾离子电池传感学院2024-07-09
-
宁德时代：欧洲市场份额已达约35%传感学院2024-07-04
评论0条评论