具有优异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

摘要 制造先进气体分离膜的长期挑战在于克服精确孔径控制与形成无缺陷层之间的权衡。本文报道了一种高性能共价有机聚合物（COP）膜，通过调制界面聚合策略制造。COP结构采用四胺和三醛单体合理设计，以提高交联密度并减小有效微孔尺寸。CO2吸附等温线分析确认了以≈0.34 nm为中心的窄孔径分布，表明具有分子筛分能力。在界面上结合离子液体和醋酸，可以精确调节氨基单体浓度，从而导致受控的聚合动力学并促进连续无缺陷膜的形成。所得到的膜表现出卓越的H2/CH4分离性能，理想选择性达到297.6，H2通透率为203.4 GPU。值得注意的是，在高达2 MPa的进料压力下，通透率和选择性均保持稳定，这归因于高度交联和坚固的聚合物网络。这项工作展示了一种设计高压稳定COP膜的可行策略，具有出色的分子筛分特性，适用于节能气体分离。