新型（xíng）薄膜幾乎“無厚（hòu）度”，輕鬆分離差異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材料，將大小差異僅為0.04納米的氫氣和二氧化（huà）碳分子篩選分離，這一技術為中國（guó）科學家首先攻破。12月12日出版的（de）《科（kē）學》雜誌發表了相關論文。

【正文】

氫氣和二氧化碳的分離是氫能生產和二氧化碳捕獲中的關鍵步驟（zhòu），利用選擇性的膜材料，實現二者分子水（shuǐ）平的分離（lí），是工業界長期的夢想。

科技日報的記者從中（zhōng）科院獲悉，近期，該院大連化物所楊維慎研究員和李（lǐ）硯碩研究員帶（dài）領的團隊，在國際上首次製備出一種由1納米厚（hòu）的納（nà）米片構成的分子篩膜，其厚度僅為蟬翼厚度（dù）的千分之一（常規分子篩膜的厚度一般為蟬翼厚（hòu）度的十倍以上）。它不僅極薄，而且具有高度（dù）規整的“篩眼”，可精確篩（shāi）分尺寸差異僅為0.04 納米的氫氣和二氧化碳分（fèn）子，從而將後者有效截留。它的滲（shèn）透量和（hé）分離精度遠遠超過了文獻（xiàn）報道的所有氫氣（qì）/二氧化碳分離膜。

對於這項工作，德國著名分（fèn）子篩膜和膜催化科學家卡羅教授認為（wéi）是分子篩膜領域的一（yī）個開創性工作﹔日本著名微孔膜科學家都（dōu）留（liú）教授認為是發展（zhǎn）了新一代分子篩膜。

據介紹，研究團隊是將沸石（shí）咪唑酯（zhǐ）骨架ZIF-7納米粒子進行水（shuǐ）熱處理，得到具（jù）有優異穩定性的二維層狀骨架母體材料，結合超（chāo）低功率濕法球磨與超聲分散技術（shù），在（zài）國際（jì）上首次成功剝離獲得（dé）了單分子層（céng）厚度（約1nm）的金屬有機骨（gǔ）架納米片（piàn）。在此基礎上，通過熱組裝方法得（dé）到厚度小於5納米的超薄分子篩膜。研究人員將納米片分子篩（shāi）膜在不同（tóng）升降溫條件（室溫至200℃）和水熱條件（150℃）下做了400小時（shí）的穩定性測試，膜性能保持（chí）不變（biàn）。

何為分子（zǐ）篩膜（mó）？

分子篩膜（mó）是一種可以實（shí）現分子（zǐ）篩分的新型膜材料，其具有（yǒu）與分子大小（xiǎo）相當（dāng）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種不同的類型與不（bú）同結構可（kě）供（gòng）選擇，是理想的（de）膜分離和膜催化材料（liào）。

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