中科(kē)院大(dà)連化(huà)物(wù)所7月(yuè)29日(rì)訊：近(jìn)日(rì)，我所無機(jī)膜與催化(huà)新材料研究組（504組）楊維慎研究員(¥yuán)、彭媛副研究員(yuán)團隊在純相(xiàng)共價有(yǒu)機(jī)框架氣體(tǐ)分(fēn)離(lí)膜研究方§面取得(de)新進展，以共價有(yǒu)機(jī)框架納米片為(wèi)膜構築基元，誘發錯(cuò)排縮孔效應，成功實現(&xiàn)了(le)二氧化(huà)碳的(de)高(gāo)效分(fēn)離(lí)。

在碳達峰碳中和(hé)的(de)國(guó)家(jiā)戰略目标背景下(xià)，發展低(dī)能(néng)耗、環境友(yǒu)好(h≠ǎo)的(de)CO2選擇性分(fēn)離(lí)膜具有(yǒu)重要(yào)意義和(hé)實際應用(yòng)價值。高(gāo)性能(néng)二維分(fēn)↓離(lí)膜是(shì)該研究領域前沿性研究議(yì)題。二維共價有(yǒu)機(jī)框架（covalent organic fraδmeworks，COFs）具有(yǒu)永久性一(yī)維直通(tōng)孔道(dào)，豐富的(de≈)表面官能(néng)團以及優異穩定性，在CO2分(fēn)離(lí)領域具有(yǒu)巨大(dà)應用(yòng)潛力。然而，目前二維COFs孔徑大(dà)于0.8nm，對(d↕uì)于動力學直徑0.3~0.4 nm範圍的(de)小(xiǎo)分(fēn)子(zǐ)氣體(tǐ)例如(rú)H2（0.29 n m）、CO2（0.33 nm）等難以實現(xiàn)精确分(fēn)離(lí)，構建具有(yǒu)高(gāo)效≥CO2分(fēn)離(lí)性能(néng)的(de)純相(xiàng)二維COFs膜面臨極大(dà)挑戰。

本工(gōng)作(zuò)中，該團隊在前期研究（Science，2014；Angew. Chem. Int. Ed.，2017）基礎★上(shàng)，以三種不(bù)同表面化(huà)學和(hé)孔徑的(de)層狀COFs材料為(w↔èi)研究對(duì)象，發展出一(yī)種弱酸性溶劑剝層，并輔以溫和(hé)機(jī)械外(wài)力的(de)方法，将其剝離(lí)為(wèi)厚Ω度~2nm、尺寸達微(wēi)米級的(de)系列超薄納米片層，通(tōng)過精确控制(zhì)納米片錯(cuò)排組裝，成功構建了(le)孔徑尺寸适合CO2分(fēn)離(lí)的(d e)純相(xiàng)COFs膜。COFs骨架對(duì)CO2選擇性吸附特性與納米片錯(cuò)排縮孔效應協同作(zuò)用(yòng)誘發氣體(tǐ)在膜內(nèi)表面擴散機($jī)制(zhì)，首次實現(xiàn)了(le)CO2/H2混合氣中大(dà)分(fēn)子(zǐ)CO2優先滲透分(fēn)離(lí)，分(fēn)離"(lí)性能(néng)達到(dào)工(gōng)業(yè)應用(yòng)需求。該工(gōng)作(zuò)為(wèi)開(kāi)π發新型COFs氣體(tǐ)分(fēn)離(lí)膜材料提供了(le)新思路(lù)。

相(xiàng)關成果以“Single-Phase Covalent Organic Framework Staggere↓d Stacking Nanosheet Membrane for CO2-Selective Separation”為(wèi)題，于近(jìn)日(rì)發表在《德國(guó≥)應用(yòng)化(huà)學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上(shàng)。該工(gōng)作(zuò)的(de)第一(yī)作(zuò)者是(shì)我←所504組博士後王鵬遠(yuǎn)。該工(gōng)作(zuò)得(de)到(dào)國(guó)家(jiā)自(zì)然科(kē)學基金(jīn)、我所創新基金(jīn)、中科(kē)院潔淨"能(néng)源創新研究院合作(zuò)基金(jīn)、遼甯省“興遼英才計(jì)劃”等項目的(de)資助。