顆粒在線訊：膜分離技術(shù)是適應(yīng)當(dāng)代新產(chǎn)業(yè)發(fā)展頗具前途的分離技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的分離凈化工藝相比，膜分離技術(shù)分離條件溫和、選擇性更高，在石油、天然氣、化工、醫(yī)藥、輕紡、冶金、電子、食品、環(huán)保、海水淡化等領(lǐng)域得到關(guān)注和應(yīng)用。與其他聚合物分離膜相比，自聚微孔聚合物中大量的微孔可為氣體提供良好的傳輸通道而備受關(guān)注。然而，孔徑分布寬和難調(diào)控是其進(jìn)一步提升氣體分離效率的難題。 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員李南文課題組、覃勇課題組，與天津工業(yè)大學(xué)教授馬小華合作，在自聚微孔聚合物孔徑調(diào)控和氣體分離研究方面取得新進(jìn)展。該研究以自具微孔聚合物（PIM-1）為基礎(chǔ)，利用原子層沉積技術(shù)（Atomic layer deposition, ALD)，在原子尺度上精準(zhǔn)調(diào)控PIM-1的孔結(jié)構(gòu)，獲得孔徑在2.9-3.8Angstrom范圍精準(zhǔn)可調(diào)的膜材料，實(shí)現(xiàn)了CO2/CH4、O2/N2和H2/CH4的高效分離。 

　　ALD應(yīng)用于PIM-1中實(shí)現(xiàn)孔徑調(diào)控具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。研究采用ALD沉積氧化鋁，控制沉積循環(huán)數(shù)，實(shí)現(xiàn)PIM-1微孔的孔尺度的精確調(diào)控。ALD處理的PIM-1可在保持原有的薄膜高滲透通量，同時(shí)顯著提高氣體分離選擇性，其O2/N2和H2/CH4選擇性高于2015年Trade-off上限，CO2/CH4選擇性高于最新的upper bound上限。此外，氧化鋁與PIM-1的鍵合作用也可提升薄膜機(jī)械性能和穩(wěn)定性。 

　　這種精準(zhǔn)調(diào)控孔徑的方法為現(xiàn)階段氣體分離膜材料面臨的挑戰(zhàn)提供了新策略，具有普適性，并為PIM-1工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以Tailoring the Microporosity of Polymers of Intrinsic Microporosity for Advanced Gas Separation by Atomic Layer Deposition為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金及中科院煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金的資助。