近日,，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院李雪琴教授團(tuán)隊(duì)和王少飛教授團(tuán)隊(duì)以石河子大學(xué)為第一單位在Advanced Functional Materials期刊上發(fā)表題目為“Regulating the Positive Localized Electric Field in Mixed Matrix Membranes by Charge Reversal of ILs-COF for Boosting CO2 Separation”（通過(guò)ILs-COF電荷反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)正局域電場(chǎng)促進(jìn)混合基質(zhì)膜CO2分離）的學(xué)術(shù)論文,。Advanced Functional Materials（2024影響因子：18.5）于2001年創(chuàng)刊并發(fā)行至今,，是國(guó)際材料領(lǐng)域內(nèi)最具權(quán)威性的學(xué)術(shù)期刊之一,。該刊物致力于報(bào)道材料科學(xué)各個(gè)方面的突破性研究,，包括納米技術(shù),、化學(xué),、物理和生物學(xué)。

共價(jià)有機(jī)骨架（COFs）具有高孔隙率和高穩(wěn)定性的特點(diǎn),，在氣體分離中具有很大的應(yīng)用潛力,。然而，在不阻礙氣體擴(kuò)散速率的情況下實(shí)現(xiàn)精確的尺寸篩分是具有挑戰(zhàn)性的,。本研究提出了一種在COF通道中建立可調(diào)局域電場(chǎng)的新方法,，以實(shí)現(xiàn)Pebax基混合基質(zhì)膜（MMMs）中CO2的有效分離,。COF與不同的帶電離子液體之間的主客體相互作用可獲得不同的局域電場(chǎng)電荷密度。值得注意的是,，具有正局域電場(chǎng)的MMM獲得了最佳的CO2/CH4分離性能,，其滲透率（~38%）和選擇性（~99%）顯著提高，超過(guò)了Robeson上限,。通過(guò)密度泛函理論（DFT）計(jì)算,，MMM的CO2/CH4選擇性增強(qiáng)是由于正局域電場(chǎng)對(duì)CO₂在CH₄上的“篩分效應(yīng)”。具體來(lái)說(shuō),，CO₂中帶負(fù)電的O原子比CH₄中帶正電的H原子表現(xiàn)出更強(qiáng)的靜電相互作用,。因此，調(diào)節(jié)局域電場(chǎng)的策略可以作為MMMs中CO₂分離的有效設(shè)計(jì),。

本論文第一作者為石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2023級(jí)碩士研究生梁朝,，通訊作者為石河子大學(xué)李雪琴教授以及王少飛教授，論文第一單位為石河子大學(xué),。近年來(lái),，李雪琴教授團(tuán)隊(duì)致力于CO2捕集利用與封存技術(shù)的研究，在CO2分離領(lǐng)域方面取得了突破性進(jìn)展,。研究成果已發(fā)表在Chemical Reviews,、Advanced Functional Materials、Journal of Membrane Science,、Journal of Materials Chemistry A,、Separation and Purification Technology等Top期刊。相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、兵團(tuán)重點(diǎn)領(lǐng)域科技攻關(guān)項(xiàng)目,、第七師-石河子大學(xué)科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。

（通訊員：梁朝）