近日，化工学院周荣飞教授团队的最新研究成果以“Facile active gel–enhanced synthesis of molecular-sieving membranes with record-breaking performance”为题发表在期刊Science Advances（《科学进展》）上发表，第一作者为化工学院2022级博士生吴昊林。

该研究构建了一种活性凝胶增强合成（AGS）路线，该路线用途广泛，可与原位合成（AGS-IS）和二次生长（AGS-SG）方法相结合，用于快速制备高质量、高硅沸石膜。突破性的AGS路线旨在促进活性凝胶中的成核，然后利用过饱和的晶核在载体上形成薄膜——这与使用非活性凝胶的CS路线有着本质区别。活性凝胶中丰富的晶核可以快速促进其从凝胶相向载体表面的转变，从而促进后续的晶体生长和薄膜在载体上的形成。合成时间缩短了20倍以上，从几天缩短到几个小时。该合成路线已被证实能够简便、可重复地在商用载体（包括普通单管和复杂结构的整体式载体）内壁上制备高质量、高硅含量的CHA和DDR沸石膜。这证明了该路线的通用性和可扩展性。所得AGS膜展现出突破性的气体分离性能，CO2渗透率达到3.0至3.3 × 10^-6 mol/(m2·s·Pa)，同时具有创纪录的高选择性（CO₂/CH₄：1140；CO₂/N₂：50）。该分离性能超越了所有已报道的膜，CO₂/CH₄选择性和分离性能指数均提高了一个数量级。在等摩尔CO₂/CH₄混合物的分离中，渗透侧CO₂浓度大于99.7%，表明单级膜分离工艺的甲烷损失极低，这是膜气体分离领域的一项重大突破。该膜在潮湿环境下表现出卓越的稳定性，使用寿命超过120小时。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz9934

初审：周成、杨晓雪 审核：鞠永干、潘宜昌