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25
2026
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08
NC:原子级Al-F₃赋能碳膜：气体选择性创纪录，抗老化性能大幅提升
作者：
研究背景
膜分离技术因其能耗低、成本低、环境友好等优势，被视为替代传统热驱动分离过程的有力候选者。在众多膜材料中，碳分子筛（CMS）膜因其兼具微孔和超微孔的双峰分布结构，展现出优异的气体渗透性和选择性，成为研究热点，尤其是基于6FDA的聚酰亚胺前驱体所制备的CMS膜，其性能已超越传统Robeson上限。然而，*调控CMS膜的孔径尺寸及分布以进一步提升其分子筛分能力，仍是领域内的核心挑战。以往研究多采用交联或共混等手段，但调控效果有限；高温热解虽可改善选择性，却易导致膜材脆化。因此，亟需发展一种能在温和条件下精细调控CMS膜孔结构的新策略，以实现气体分离性能的显著提升。
本文摘要
为了应对能源消耗问题，亟需高性能膜材料。碳分子筛（CMS）膜在*分离气体混合物方面表现出*的能力。然而，*调控CMS膜的孔径大小及分布以进一步提升其分子筛分性能，仍然是一个重大挑战。本文报道了一种通过使用反应性Al(CH₃)₃对聚合物前驱体进行原位脱氟，从而在聚合物基质中形成Al-Fₓ(CH₃)₃₋ₓ中间体，并进一步转化为原子级Al₂O₃和Al-F₃纳米颗粒，来精细调节CMS孔结构的方法。这些纳米颗粒在热解过程中通过抑制不利大孔的形成，在调控CMS膜孔径方面发挥着关键作用，从而显著提高了气体的选择性。所制备的CMS膜对H₂/CH₄和CO₂/CH₄的选择性分别达到192.6和58.4，比未处理样品提高了128%和93%，其性能远高于*新的性能上限。。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Zl5wEWB6uEJmkHaZm9LKlA
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