具有卓越选择性的共价有机聚合物膜，用于先进的高压稳定气体分离

《Small》：Covalent Organic Polymer Membranes with Exceptional Selectivities for Advanced High-Pressure Stable Gas Separations

共价有机聚合物膜通过调节界面聚合法实现微孔精准控制（约0.34nm），在高压（2MPa）下仍保持297.6的氢气/甲烷选择性及203.4GPU渗透率，归因于高交联度的聚合物网络结构。

　　

摘要

在制造先进的气体分离膜方面，长期存在的挑战在于如何在精确控制孔径大小和无缺陷层的形成之间找到平衡。本文报道了一种高性能的共价有机聚合物（COP）膜，该膜是通过调节界面聚合策略制备的。COP的结构通过使用四胺和三醛单体进行合理设计，以增强交联密度并减小有效微孔尺寸。对CO₂吸附等温线的分析表明，其孔径分布较窄，中心约为0.34纳米，这表明该膜具有分子筛分能力。在界面处加入离子液体和醋酸可以精确调节氨基单体浓度，从而控制聚合动力学，并有助于形成连续且无缺陷的膜。所得膜表现出优异的H₂/CH₄分离性能，理想选择性达到297.6，H₂渗透率为203.4 GPU。值得注意的是，在高达2 MPa的高进料压力下，渗透率和选择性仍然保持稳定，这归功于高度交联且坚固的聚合物网络。这项工作展示了一种可行的策略，用于设计具有出色分子筛分特性的高压稳定COP膜，以实现高效的气体分离。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。