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氫氣被認為是環(huán)境友好型新興清潔能源，工業(yè)上通過水煤氣轉換、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)及合成氨回收氫等過程獲得的氫氣純度只有60%左右，無法直接作為能源供給應用，因此氫氣的分離純化尤為重要。相比于傳統(tǒng)工業(yè)分離技術（如變壓吸附、分餾/低溫蒸餾等），膜分離可極大降低能耗且具有設備簡便、占地面積小等優(yōu)點。
近日，北京理工大學的馮霄特別研究員等成功利用電化學聚合方法制備出了柔性自支撐噻吩基共軛微孔聚合物膜，展現出良好的氫氣分子篩分性能，為有效解決膜分離滲透性、選擇性和可加工性之間的博弈效應提供了新思路。
研究人員將反應條件溫和可控的電化學聚合方法引入氣體分離膜的制備過程，選用含有多個活性聚合位點的3,3′-聯(lián)噻吩單體構筑剛性多孔交聯(lián)骨架，同時引入含有柔性烷基鏈的噻吩單體來增強骨架的柔性。
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該團隊通過設計調控單體的活性聚合位點數目、烷基鏈長度及單體摩爾比等制備系列自支撐薄膜材料，并成功突破了有機聚合物膜對于H2/CO2、H2/N2及H2/CH4混合氣體分離的Robeson上限。
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機理研究表明，分子篩分對于選擇性分離起到主導作用，而通過交聯(lián)形成的合適孔道大小是實現分子篩分的主要原因。此外，該類膜材料具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和長循環(huán)穩(wěn)定性。這一“剛柔并濟”的骨架調控與電聚合方法結合的策略為制備高性能聚合物氣體分離膜提供了新的解決方案。
相關研究成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上。該成果的第一作者是北京理工大學化學與化工學院的博士研究生張蒙茜，通訊作者為馮霄特別研究員，北京理工大學王博教授和葉彥春副教授、寧波大學李硯碩教授、華南理工大學顧成教授在氣體分離膜的電聚合制備和性能測試分析等方面給予了極大幫助。北京理工大學王博、馮霄團隊近年來主要從事共價有機框架材料和金屬有機框架材料功能化及薄膜器件化等方面的研究。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201904385
Angewandte Chemie期刊宣布從2019年3月29日起開始正式接受研究論文（Research Articles）投稿。一直以來，Angewandte Chemie的基礎研究結果發(fā)表形式僅限于通訊（Communications）類型的文章，有著嚴格的字數限制（2500字或者20000個字符）?，F在新增加的研究論文（Research Articles）類型文章，篇幅擴展到5600字（40000個字符），擺脫了通訊類型文章對更加系統(tǒng)詳盡工作的束縛。 ? 作者現在只需登錄Angewandte Chemie投稿系統(tǒng)，在文章類型選擇（Article Type Selection）頁面的下拉菜單中選擇“Research Article”，即可開始研究論文的投稿。Angewandte Chemie
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