人类活动不可避免产生碳排放导致大气中二氧化碳浓度日益增加，进而造成了温室效应、海洋酸化等，对人类生存环境产生严重影响。低碳技术将有力增强国家未来国际竞争力。膜分离技术是目前有望实现二氧化碳高效分离的新型低碳技术，相对于传统的吸附分离等方法，膜分离具有高效、易操作、成本低和环境友好等特点。开发并采用先进的气体分离技术大规模捕集温室气体，不仅可以有效缓解全球变暖危机，还可以对诸如合成气、生物气体以及天然气等能源产品进行纯化。然而，目前高效二氧化碳分离膜材料仍然极其匮乏，严重制约着膜分离在二氧化碳捕集分离等领域的应用。

近日，哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室成员、化工与化学学院教授邵路课题组在二氧化碳（CO2）分离膜研究取得重要突破，研究成果在线发表于《能源与环境科学》（《Energy & Environmental Science》）。《能源与环境科学》是能源和环境科学领域顶级期刊，最新影响因子达到25.427。我校为该论文唯一单位。

邵路课题组长期致力于气体分离、纳滤、超滤等高性能分离膜研究。该成果通过对材料物理化学结构合理设计，采用二氧化碳亲和性的聚氧化乙烯（PEO）衍生材料，经过简单的紫外辐照一步法，在自由基聚合形成交联网络的同时，向体系中引入低分子量的聚氧化乙烯链段，制备出了一种新型二氧化碳亲和性半互穿网络（SIPN）分离膜。该半互穿网络分离膜是由立体的聚氧化乙烯交联网络和低分子量高醚氧含量的聚氧化乙烯衍生分子链穿插构成。

据邵路介绍，低分子量的聚氧化乙烯链段有效增加了膜的自由体积、改善其分布并增强二氧化碳亲和性，促进二氧化碳在膜中快速通过，极大提高分离膜二氧化碳渗透通量同时使膜保持着高的选择性，从而突破传统膜材料渗透通量和选择性之间相互制约的瓶颈，达到二氧化碳亲和性分离膜目前国际最高水平。该半互穿网络分离膜制备方法极其简单且绿色环保，新型膜材料具有优异的稳定性，有望与目前的工业化生产过程匹配。该成果的研究思路为先进膜材料开发及其在环境能源等领域的应用建立了高效的设计路径。

文章链接：

Xu Jiang, et al, "Pushing CO2-philic membrane performance to the limit by designing semi-interpenetrating networks (SIPN) for sustainable CO2 separations," Energy Environ. Sci., 2017, DOI: 10.1039/C6EE03566C

邵路教授介绍：

哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室教授，Email：shaolu@hit.edu.cn

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研究方向：分离膜的制备与在能源环保上的应用研究 （气体分离，水处理，药品缓释等），新型功能高分子材料、 材料改性技术、 聚合物材料的成型工艺和应用（如抗静电高分子材料生产工艺与技术等），包装材料、生物医用和环境友好材料。

（本文来源：哈尔滨工业大学新闻网；）

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