暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院李萬斌團(tuán)隊(duì)在碳捕集領(lǐng)域取得新進(jìn)展

近日，繼分子篩膜宏量制備方法設(shè)計(jì)和膜分離碳捕集傳質(zhì)擴(kuò)散抑制調(diào)節(jié)后(Nature Communications, 2017 8, 406; Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 3764-3772)，我校環(huán)境學(xué)院李萬斌團(tuán)隊(duì)在多孔材料改性及碳捕集應(yīng)用機(jī)理研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)論文“Vapor-phase linker exchange of metal-organic frameworks”以暨南大學(xué)為獨(dú)立單位發(fā)表于Science Advances。

 

 

溫室氣體的過量排放會(huì)造成氣候變化、生態(tài)功能退化、海洋酸化等多種全球性環(huán)境問題。我國(guó)能源使用仍以煤為主，面臨經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的巨大壓力。碳捕集技術(shù)被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)溫室氣體排放的重要技術(shù)。但目前碳捕集技術(shù)普遍存在材料性能差、捕集成本高、能耗大等問題。如何設(shè)計(jì)材料與二氧化碳分子的相互作用是獲得高性能碳捕集材料的關(guān)鍵。

 

李萬斌團(tuán)隊(duì)利用氣相配體交換法實(shí)現(xiàn)多孔吸附劑的改造和功能化。該方法可通過無溶劑策略對(duì)常規(guī)方法不能合成的多孔材料的構(gòu)筑單元進(jìn)行置換和后改性，從而拓展材料種類；并可針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)多孔材料實(shí)現(xiàn)目的性重構(gòu)和設(shè)計(jì)。通過極性鹵素基團(tuán)的引入，在不改變晶型的前提下，對(duì)疏水性多孔道材料實(shí)施極化改性和孔道調(diào)節(jié)。基于CO2和N2極化率和四極矩的不同，鹵素極性改性的多孔材料大大增加了對(duì)CO2的親和性及對(duì)CO2/N2的選擇性，如CO2/N2選擇性從改性前的15提升至31。該方法還可通過多步交換實(shí)現(xiàn)材料的多功能化，且可合理控制和提升材料與聚合物的相容性，進(jìn)而改善復(fù)合膜材料的可加工性。

 

以上研究工作得到了廣東省環(huán)境污染與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持、以及國(guó)家自然科學(xué)基金和暨南大學(xué)人才引進(jìn)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)的資助。