随着氢能作为清洁能源载体在脱碳战略中日益重要,高效分离氢气与二氧化碳成为实现“蓝氢”生产的关键技术瓶颈。当前主流的变压吸附技术面临操作复杂和可持续性挑战,而膜分离技术虽具潜力,却因聚合物膜难以区分H₂和CO₂的相似渗透性而受限。碳分子筛膜通过高温热解制备,虽能提升选择性,却往往以牺牲氢气渗透性为代价;低温碳化虽可提高渗透性,但选择性显著下降,这一矛盾长期制约着高性能气体分离膜的发展。
近日,苏州大学靳健教授、王正宫副教授课题组提出了一种创新的臭氧后处理策略,显著提升了低温碳化碳分子筛膜的氢气/二氧化碳分离性能。研究团队通过在550°C以下进行碳化并结合臭氧处理,使膜内孔结构得到精细调控,分子筛分能力大幅增强。该膜在混合气体测试中表现出卓越的氢气渗透性(最高达3805.1 barrer)和选择性(102.4),远超现有报道的大多数碳分子筛膜,并具备优异的抗老化性和长期运行稳定性。相关论文以“ Ozone-Treated Low-Temperature Carbonized Membranes for Efficient H 2 /CO 2 Separation ”为题,发表在Advanced Functional Materials 上,论文第一作者为Jiao Yu。
