新型（xíng）薄膜幾（jǐ）乎“無厚度”，輕鬆分離差（chà）異0.04納米的H2和CO2

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【摘要】用相當於蟬翼厚度千分之一的薄膜（mó）材料（liào），將大小（xiǎo）差異僅（jǐn）為0.04納米的氫氣和二氧化碳分子篩選分離，這（zhè）一技術（shù）為中國科學家（jiā）首先攻破。12月12日出版的《科學》雜誌發表了相關論文。

【正（zhèng）文】

氫氣和二氧化碳的分離是（shì）氫能生產和二氧化碳捕獲中（zhōng）的關鍵步驟，利（lì）用（yòng）選擇性（xìng）的膜材（cái）料，實現（xiàn）二者分（fèn）子（zǐ）水平（píng）的分離，是工業界長期的夢想。

科技日報的記者從中科院獲悉，近期，該院大連化物所楊維慎研究員和（hé）李硯碩研究員帶領的團隊，在國際（jì）上首次製備出一種（zhǒng）由1納米厚的納米片構成的分子篩膜，其厚度僅為蟬翼厚度的千分之一（常規分子篩（shāi）膜的厚度一（yī）般為蟬翼厚度的十倍以上）。它不僅極薄，而且具有高度規整的“篩眼”，可精（jīng）確篩分尺寸差異僅為0.04 納（nà）米的氫氣和（hé）二氧化碳分子，從而將後者有效截留。它的滲透量和分離精度遠遠超過了（le）文獻報道的所有氫氣/二氧化碳分離膜。

對於這（zhè）項工作，德國著（zhe）名（míng）分子篩（shāi）膜和膜（mó）催化科學家卡羅教授認（rèn）為是分子篩膜領域的一個開創性工作﹔日本著名微孔膜科學家都（dōu）留教授認為是發（fā）展了（le）新一代分子篩膜。

據介紹，研究團隊（duì）是將沸石咪唑酯骨架ZIF-7納米粒（lì）子進行水熱處理，得到具有優異穩定性的二維層狀骨架母體（tǐ）材料，結合超低功（gōng）率濕法球（qiú）磨與超聲分散技術，在國際上首次成（chéng）功（gōng）剝離獲得了單（dān）分子層厚度（約1nm）的（de）金屬（shǔ）有機骨架納米片。在此基礎上，通過熱組裝方法得到厚度小於5納米的超薄分子篩膜。研究人員將（jiāng）納米（mǐ）片分子篩膜在不同升降溫條件（室溫至200℃）和水熱條件（150℃）下做（zuò）了400小時的穩定性測試，膜性能（néng）保持不變。

何（hé）為分子（zǐ）篩膜？

分子篩膜是一種可以實現分子篩分的新型膜材料，其具有與分子（zǐ）大小相當且（qiě）均勻一致的孔徑、離子交換性能、高溫熱穩定性能、優良的擇形催化性能和易被改性以及具有多（duō）種不同的類型與不同結構可供選擇，是理想的膜分離和膜催化材料（liào）。

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