MOF形貌与结构调控优化复合膜的气体分离性能

    随着气候变暖、大气污染等问题日益严重，全球能源结构调整及能源效率提高面临着更高的挑战。氢能作为高效、清洁的二次能源，在能源市场上优势突出，对推动能源生产与消费的意义重大。氢气来源广泛，不同方法制取的原料气所含杂质种类、氢气纯度和制氢成本不同，以煤、天然气、甲醇、石脑油等为原料制得氢气成本相对较低，但是原料气中氢气含量较低，需进行提纯处理，工艺流程相对复杂。相对于传统的分离手段，膜分离技术具有分离效率高、能耗低、操作简单和设备紧凑等优势，近几十年在国内外得到了迅速的发展。膜材料的研发是实现合成膜大规模高效分离的重要环节。有序孔材料（例如MOF和COF等）结构具有丰富的可设计性和修饰性，在气体膜分离方面展现出巨大的潜力。基于有序孔材料的优势，本课题组通过有序孔材料的孔环境调节、骨架后修饰和复合材料交叉，对多孔膜材料的组件逐步进行功能化修饰，系统调控其孔道尺寸和环境，实现对氢气的分离纯化。