近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱雪峰研究員和楊維慎研究員在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上發(fā)表題為“Microstructural and Interfacial Designs of Oxygen Permeable Membranes for Oxygen Separation and Reaction–Separation Coupling”的進(jìn)展報(bào)告。
大連化物所在Advanced Materials上發(fā)表透氧膜相關(guān)的進(jìn)展報(bào)告
透氧膜在氧氣分離方面具有分離選擇性高、能耗低、過程簡單的優(yōu)勢，不僅可用于小規(guī)模制氧，更適合大規(guī)模制氧。透氧膜反應(yīng)器可將反應(yīng)和分離兩個(gè)彼此獨(dú)立的過程合并為一個(gè)單元操作，不僅簡化了操作過程、減少了設(shè)備投資、降低了過程能耗，而且打破了化學(xué)反應(yīng)平衡的限制，提高了可逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。因此，膜反應(yīng)器技術(shù)有可能對未來化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生重要影響。該進(jìn)展報(bào)告詳細(xì)討論了近年來氧滲透模型的發(fā)展，介紹了微觀結(jié)構(gòu)和界面效應(yīng)對膜性能的影響，提出了通過對微結(jié)構(gòu)和界面同時(shí)設(shè)計(jì)提高滲透性和穩(wěn)定性的膜材料設(shè)計(jì)策略。報(bào)告還介紹了基于高性能膜材料的高效催化膜反應(yīng)器研究的最新進(jìn)展，展望了透氧膜用于氧氣分離和反應(yīng)分離耦的發(fā)展前景及面臨的挑戰(zhàn)。
近年來，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了新的滲透模型(AIChE J.，2012)，并利用該模型對氧滲透機(jī)理和膜材料微結(jié)構(gòu)變化的影響進(jìn)行了深入研究（AIChE J.，2015；AIChE J.，2016；AIChE J.，2017）；揭示了透氧膜低溫衰減機(jī)理，并提出表面微結(jié)構(gòu)和晶界修飾策略解決低溫衰減的問題（Angew. Chem. Int. Ed.，2013；Nano Lett.，2015）；構(gòu)建了新型高性能催化透氧膜反應(yīng)器（Angew. Chem. Int. Ed.，2016），實(shí)現(xiàn)了兩種合成氣的一步制備及高效氫分離（Energy Environ. Sci.，2017）。
上述工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院先導(dǎo)B等項(xiàng)目的資助。同時(shí)，這也是獻(xiàn)禮大連化物所七十周年所慶文章之一。
