碳分子筛 (CMS) 膜是极具吸引力的候选材料，可满足具有挑战性的气体分离的能源需求。

近日，佐治亚理工学院William J. Koros报道了一种称为“伪轮+轮辐”不对称形式的结构的不对称形态中保持这种固有特性的额外能力提供了新的机会。特别是对于 CMS 膜，该结构提供了选择性层支持和低流动阻力，即使在从天然气中去除 CO₂ 的高进料压力和通量下也是如此。

文章要点

1）由于 CMS 材料的模量高得多，因此即使是刚性玻璃态聚合物也不具备这种能力。结合前体不对称中空纤维的形成和优化的热解，为该应用创造了无缺陷的 CMS 概念验证膜。

2）使用 6FDA-DAM 护套和 Matrimid® 芯轻松形成皮芯纺丝前体，也避免了在前体碳化之前或之后密封缺陷的需要。

3）复合 CMS 膜显示 CO₂/CH₄ (50:50) 混合气体进料，在 35°C 时 CO₂/CH₄ 选择性为 64.3，CO₂ 渗透率为 232 GPU。该方法的一个关键额外好处是减少了在具有“伪轮+轮辐”结构的复合皮芯 CMS 膜中使用更昂贵的高性能 6FDA-DAM。

参考文献

Yuhe Cao, et al, Appealing sheath-core spun high-performance composite carbon molecular sieve membranes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303915

https://doi.org/10.1002/anie.202303915