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我國科學家首次成功制備出一種“薄于蟬翼”的分子篩膜

新華網北京12月12日電(記者吳晶晶)記者從中科院獲悉,該院大連化學物理研究所研究團隊首次成功制備出一種由1納米厚的納米片構成的分子篩膜,其厚度僅為蟬翼厚度的千分之一,是目前唯一能達到二氧化碳燃燒前捕獲應用要求的膜材料,有望在整合煤氣化聯合循環系統中發揮實際作用。該研究成果12日發表在國際頂級雜志《科學》上。

據介紹,氫氣和二氧化碳的分離是清潔能源和二氧化碳捕獲中的關鍵步驟,利用選擇性膜材料,實現二者分子水平的分離,是工業界長期以來的夢想。對于常規膜材料,均存在滲透通量和分離選擇性之間此消彼長的關系。因此,如何同時提高分離膜的滲透通量和分離選擇性是學術界的重要挑戰。

中科院大連化物所楊維慎研究員和李硯碩研究員帶領的研究團隊研制的這種分子篩膜,其厚度僅為蟬翼厚度的千分之一,而常規分子篩膜的厚度則為蟬翼厚度的十倍以上。該納米片不僅極薄,而且具有如“篩眼”般高度規整的孔道,可以精確篩分尺寸差異僅為0.04納米的氫氣和二氧化碳分子,從而將后者有效截留。該納米片分子篩膜的滲透通量和分離選擇性遠遠超過了有文獻報道的所有氫氣/二氧化碳分離膜,是目前唯一能達到二氧化碳燃燒前捕獲應用要求的膜材料。《膜科學》雜志副主編,美國著名無機膜科學家林躍生教授評價該項研究成果是膜科學領域的一個重要進展;德國著名分子篩膜和膜催化科學家卡羅教授評價該研究是分子篩膜領域的一個開創性工作。專家表示,這種納米片分子篩膜有望在整合煤氣化聯合循環系統中發揮實際作用,實現二氧化碳的燃燒前捕獲。

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