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13
2026
-
05
Small:高性能碳分子筛膜：孔道 + 硫掺杂双突破
作者：
调控杂化碳分子筛（HCMS）膜的微观结构，对提升其气体分离性能至关重要。本文采用有机酸 —— 甲磺酸（MSA）作为碳分子筛膜的造孔剂与砜基掺杂剂。MSA 作为造孔剂可生成丰富的微孔（提升扩散性能），同时 MSA 的存在可优化孔道结构（提升分离选择性）。理论计算证实，硫掺杂的孔道环境对 CO₂具有更优的吸附亲和性。所制备的 6FDA-TMPD/MSA-5-500 型 HCMS 膜展现出*高 CO₂渗透系数，达 10557.6 Barrer（较前驱体提升约 150 倍），CO₂/CH₄分离选择性为 29.1，*新的 Robeson 上限。此外，MSA 介导的交联结构可促进形成更规整的朗缪尔畴区，并减小层间距与*微孔尺寸。同时，通过调控碳化参数，可进一步增加孔径介于 H₂（2.9 Å）与 CO₂（3.3 Å）之间的*微孔占比。具体而言，6FDA-TMPD/MSA-5-700 型 HCMS 膜的 H₂/CH₄选择性达 539.0，且 H₂渗透系数为 2421.9 Barrer。本研究同步调控碳分子筛膜的孔道结构与表面化学性质，为制备用于气体分离的高性能碳分子筛膜提供了新的参考。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/gWnK-Qz2RokFWC0rrqRfIw
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