超渗透性聚环氧乙烷基薄膜复合膜：高效碳捕获的创新材料

本文推荐一种基于聚环氧乙烷（PEO）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合基质的新型薄膜复合膜（TFC），通过引入末端甲基化聚乙二醇（PEG）分子，显著提升CO2渗透性（达4180 GPU）和选择性（CO2/N2=30.7）。该材料兼具可扩展加工性和稳定性，为工业碳捕获提供了高效解决方案。

　　

亮点

本研究开发的PEO基薄膜复合膜通过PEG分子修饰，实现了CO₂传输性能的突破性提升，为碳捕获技术提供了兼具高渗透性和选择性的材料平台。

材料特性分析

PEO/PDMS@PEG膜表现出优异的柔韧性和低透明度（图3a）。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）显示，膜中存在Si-O-Si（1010 cm^?1）、C-O-C（1100 cm^?1）和-OH（3450 cm^?1）特征峰（图3b）。PEG的加入虽未引入新峰，但通过增强醚基团含量和链流动性，显著优化了CO₂传输路径。

结论

本研究成功开发出具有超渗透性的PEO基碳捕获膜。PEG分子的引入不仅增加了CO₂亲和性醚基团含量，还通过形成微区选择性促进CO₂传输。其中，双末端甲基化PEG（PEG1）展现出最佳改性效果，使CO₂渗透性提升至原始PEO/PDMS的2.7倍。

作者贡献声明

蒋全陈：实验与数据分析；张晓东：原稿撰写与实验；金万琴：课题设计、资金支持与论文指导。

利益冲突声明

? 作者声明无潜在利益冲突。

致谢

感谢中国国家自然科学基金（编号22038006、21921006）和江苏省自然科学基金（BK20240136）的资助。