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2.天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室
3.化学工程联合国家重点实验室（天津大学）
4.天津化学化工协同创新中心
CHEN Yijian， SHENG Menglong， LI Qinghua， et al. Synthesis of UiO−66−NH2 nanoparticles and its application in preparation of mixed-matrix membranes for carbon capture[J].Clean Coal Technology，2024，30(10):59−69.
1）提出了一种水-乙酸协同调控机理，解释了水与酸调节剂在UiO-66-NH2合成过程中发挥的作用，有望推广应用于其他Zr-MOFs的合成，突破其他Zr-MOFs难以规模化合成的瓶颈。
2）基于机理指导，提出了K值法检索最佳水-乙酸调节剂配比，揭示了水-乙酸比例对UiO-66-NH2粒径的影响规律，进而成功开发了一种简单、高效且稳定的UiO-66-NH2百克级规模化合成技术。
许多Zr-MOFs可用于制备用于碳捕集的混合基质膜，其中用UiO-66-NH2制备的混合基质膜因具有更多的氨基而碳捕集性能更好。
1）以UiO-66-NH2颗粒的克级合成试验为基础，结合XRD、SEM、FT-IR表征结果与试验现象提出一种水-乙酸协同调控合成UiO-66-NH2机理，解释了Zr-MOFs合成中，乙酸和水作为调节剂的作用，在机理指导下实现了UiO-66-NH2的百克级合成，产率达75%，制备成本38.5元/g，远低于商品UiO-66-NH2售价1600元/g。
2）使用规模化制备的纳米材料与PVAm结合，制备的UiO-66-NH2/PVAm混合基质复合膜表现出较好的CO2/N2分离性能，在0.2 MPa，25℃测试条件下，使用所制纳米材料7W-20A所制膜在负载量20%时CO2渗透率达1937GPU，分离因子达85，相较纯PVAm膜，渗透率提高约1倍，分离因子提高23%。
3）模拟计算结果表明，混合基质膜相较纯PVAm膜CO2捕集成本大幅降低，有望提高实际碳捕集过程经济性。
图1 水–乙酸调控机理示意
图2 3种颗粒不同负载量下所制混合基质膜的分离性能
策划丨白娅娜
责编丨戴春雷
编辑丨李莎
审核丨常明然
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