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湖大王少飞、长沙理工尹崇山Angew:分子编织构筑柔性共价有机框架膜,实现高效气体分离

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-10-11 07:10
    

主要观点总结

本文介绍了气体小分子分离领域的研究现状,尤其是共价有机框架(COFs)在气体分离方面的应用。文章指出COFs膜的孔径问题以及加工性差的问题,并介绍了湖南大学王少飞教授和长沙理工大学尹崇山教授提出的“分子编织”策略来解决这些问题。该策略通过将羟基聚合物和二维COF纳米片共编织成膜,实现了高气体分离效率,同时获得了优异的柔韧性和高机械强度。相关研究成果已发表于Angew. Chem. Int. Ed.上。

关键观点总结

关键观点1: 气体小分子分离成为多个领域的研究重点,共价有机框架(COFs)在气体分离领域备受瞩目。

COFs作为一种晶体多孔聚合物,具有潜力用于气体分离。

关键观点2: COFs膜在气体分离上的应用有提升空间,主要因为孔径较大以及加工性差。

大的孔径影响气体筛分效果,加工性差限制了其规模化制备。

关键观点3: 王少飞教授和尹崇山教授提出的“分子编织”策略,将羟基聚合物和二维COF纳米片共编织成膜,提升了气体分离效率。

该策略通过强静电相互作用驱动,实现了高气体分离效率,并获得了优异的柔韧性和高机械强度。

关键观点4: “分子编织”策略提升了COF复合膜的气体分离性能。

PVA@TpPa-SO3H膜的H2渗透率和H2/CO2选择性均表现优异,超过了2008年Robson上限。

关键观点5: 该研究为制造大面积COF膜提供了新的思路。

作者通过“分子编织”策略成功制备了大面积COF膜,展示了其在工业应用中的潜力。


文章预览

气体小分子分离已成为化学工程、环境保护、能量转换等多个领域的核心研究方向, 其关键在于开发高效且可持续的分离技术,实现高选择性和高通量。共价有机框架(COFs)作为一种具有潜力的晶体多孔聚合物,在气体分离领域备受瞩目。COFs由可定制的有机连接体通过共价键连接而成,形成了明确的周期性孔隙结构。这些材料因其出色的化学稳定性和热稳定性,能够在严苛的操作环境中发挥效能。当前COFs膜在在气体分离上的应用仍有较大空间。 这主要因为COFs孔径较大(>0.8 nm),影响气体筛分效果。同时,COFs膜加工性差,易脆裂,限制了其规模化制备。 因此,制备 适当孔径、高加工性、柔韧性的COFs膜材料 对推动其在气体分离领域的应用至关重要。 为了解决这一问题, 湖南大学 王少飞教授 联合 长沙理工大学 尹崇山教授 提出了 一种新的“ ………………………………

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