目前人类面临的*大挑战之一就是减少我们向大气中排放的温室气体。世界各地的研究小组正在尝试寻找方法，以从工业工厂和发电厂排放的气体混合物中有效分离出二氧化碳（CO 2）。在实现这一目标的众多策略中，膜分离是一种有吸引力的廉价选择。它涉及使用聚合物膜从气体混合物中选择性过滤CO2。
新策略可提高用于过滤工业排放中二氧化碳的膜的性能
*近的研究集中在向聚合物基质中添加少量的金属有机骨架（MOF）以增强其性能。MOF是由金属中心以非常有序的方式键合到有机分子上并产生多孔晶体的化合物。当添加到聚合物膜中时，MOF可以增强其气体分离性能以及其稳定性和对恶劣条件的耐受性。但是，将MOF集成到聚合物膜中的主要问题之一是找到具有良好相互作用的相容化合物，例如共价键。不幸的是，已经尝试过的那些需要非常昂贵的合成和材料。
为了解决这个问题，一个国际科学家团队*近进行了一项研究，该研究结果发表在ACS Applied Materials＆Interfaces上。在韩国仁川国立大学的Tae-Hyun Kim教授的带领下，科学家们致力于将名为“ UiO-66”的锆基MOF掺入他们先前开发的多聚体基质中。他们通过修饰MOF使其达到与聚合物基质主链容易形成共价键的目的。
科学家合成了UiO-66-NB，这是一种带有降冰片烯单元（一种小的有机分子）的UiO-66。通过简单的合成过程，降冰片烯单元可以成为基质主要聚合物链中的链接。这样，UiO-66-NB中的降冰片烯将MOF掺入基质中，正如Kim教授所解释的：“我们不仅简单地将MOF与聚合物掺混，还发现了一种新的有效方法，可通过以下方法将MOF掺入聚合物基质中：共价键；这将增强两种化合物界面上的相互作用，并产生无缺陷的聚合物基质。”
新策略可提高用于过滤工业排放中二氧化碳的膜的性能
填充MOF的聚合物膜的特性和性能非常出色：提高了其对CO 2的渗透性，而没有显着影响其选择性。它们的CO 2 / N 2分离性能达到了2019年的理论Robeson上限。此外，该膜不仅对高压或温度切换等苛刻条件具有显着的耐受性，而且在将近一个年。
这些成就是朝着正确方向迈出的一步，旨在消除这些聚合物膜在工业应用中面临的商业化壁垒。金教授对结果感到兴奋，他说：“我们相信我们的发现将为评估MOF和聚合物基质在高性能气体分离方面的潜在界面开辟新策略。”
让我们希望这项技术不断发展，以便我们可以将过量的CO2远离大气！
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