研究提出中空纖維炭膜超薄皮層調(diào)控新策略
發(fā)布時(shí)間：2024.03.04 閱讀次數(shù)：
近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員任吉中團(tuán)隊(duì)在中空纖維炭分子篩膜（中空纖維炭膜）方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Small上。
該中空纖維炭膜示意圖。大連化物所供圖
中空纖維膜是一種具有中空結(jié)構(gòu)的纖維狀不對(duì)稱膜。它類似一根真空的細(xì)長(zhǎng)管子，管壁上有一層具有分離功能的皮層，可以對(duì)想要通過它的分子進(jìn)行“篩選”，不符合它們要求的分子大部分都會(huì)被“拒之門外”，從而實(shí)現(xiàn)有效分離的目的。炭膜由聚合物前驅(qū)體在惰性環(huán)境中經(jīng)過高溫?zé)峤舛桑哂袃?yōu)異的耐熱和耐化學(xué)腐蝕的性能，以及豐富的超微孔結(jié)構(gòu)，在氣體分離方面具有非常大的應(yīng)用潛力。中空纖維膜前軀體在高溫炭化過程中，其多孔支撐層容易塌陷，最終導(dǎo)致分離層厚度較大，增加了氣體分子的傳質(zhì)阻力，因此，如何降低分離層厚度是發(fā)展高性能中空纖維炭膜的關(guān)鍵。
本工作中，團(tuán)隊(duì)在已有工作基礎(chǔ)上另辟蹊徑，提出了一種新穎有效的制備超薄皮層中空纖維炭膜的方法，即利用高氣體通量的多孔中空纖維膜作為前驅(qū)體調(diào)控炭膜結(jié)構(gòu)，可以將皮層厚度減小到1微米以下，進(jìn)而降低氣體分子傳質(zhì)阻力，提升氫氣/甲烷和氫氣/氮?dú)獾姆蛛x性能。
