暨南大學環(huán)境學院李萬斌團隊在碳捕集領(lǐng)域取得新進展

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

 

 

溫室氣體的過量排放會造成氣候變化、生態(tài)功能退化、海洋酸化等多種全球性環(huán)境問題。我國能源使用仍以煤為主，面臨經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的巨大壓力。碳捕集技術(shù)被認為是應(yīng)對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。

 

李萬斌團隊利用氣相配體交換法實現(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常規(guī)方法不能合成的多孔材料的構(gòu)筑單元進行置換和后改性，從而拓展材料種類；并可針對不同應(yīng)用場景對多孔材料實現(xiàn)目的性重構(gòu)和設(shè)計。通過極性鹵素基團的引入，在不改變晶型的前提下，對疏水性多孔道材料實施極化改性和孔道調(diào)節(jié)?；贑O2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CO2的親和性及對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)境污染與健康重點實驗室的支持、以及國家自然科學基金和暨南大學人才引進科研啟動經(jīng)費的資助。