魏鵾鹏

（江苏华扬液碳有限责任公司，江苏 泰州 225400）

0 引言

与其他净化工艺相比，膜因其系统紧凑性、能源效率和运行简单等优势[1]而引起学术界的兴趣，同时也有望解决化石燃料的排放引起的社会和环境问题。该文不仅阐述了膜材料分离气体的机理，还对2 种无机膜材料用于分离二氧化碳进行了研究。在之前的工作中该文发现通过原位生长法制备金属有机骨架（MOF）膜性能较差，其主要原因是无机材料在陶瓷基底上生长膜材料的过程中存在缺陷，很难形成一层致密的膜材料，因此该文通过离子液体修饰的方法，将存在缺陷的地方涂抹一层离子液体[2]，同时MOF 材料对离子液体又有一定的限制作用，将微量的离子液体限制在局部区域内，形成一张致密的复合膜，可提高对CO2的分离性能。

为了拓展这种想法，该文尝试使用离子液体修饰存在缺陷的超薄膜，但是由于超薄膜的膜厚仅有几百个纳米，无法控制离子液体的量，通过文献调研及试验研究，该文选用氧化石墨烯（GO）制备纳米片以修复MOF 超薄膜。氧化石墨烯存在作用力较强的官能团，可以协助MOF 材料堆叠成膜，从而提高MOF 超薄膜制备的成功率。

1 膜分离机理

在压力驱动的过程中，膜分离需要一个跨气体渗透的跨膜压力差。渗透性反映了介质在膜中的渗透能力，通常用GPU 表示（1GPU=1×10-6cm3（STP）cm-2S-1cmHg-1）。以聚合物膜为例，聚合物膜的渗透系数计算为渗透率乘以膜厚，用Barrer 表示（1Barrer=1×10-10cm3（STP）cm-2cmS-1cmHg-1）。渗透系数是一种物理性质，用来表示气体透过膜的难易程度，同时也能体现气体对膜的溶解扩散的能力，一般指单位推动力、单位膜面积、单位时间下的渗透通量。……