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【北京林业大学】设计构建抗润湿两性双疏PVDF膜用于CO₂高效捕集

完成机构
研究领域
发布时间
2025-05-08

💡这项突破是什么?

近日,环境学院贠延滨教授团队在二氧化碳捕集膜材料的研究中取得重要进展。相关成果以题为“Enhanced carbon dioxide capture via amphiphobic PVDF membrane modification for membrane contactors: Overcoming wettability challenges”的论文发表在国际著名工程类期刊《Chemical Engineering Journal》(IF=13.4)。



随着碳中和目标的推进,低能耗、高效率的CO₂捕集技术受到广泛关注。膜接触器法因其高传质效率与设备紧凑性,在碳捕集中具有广阔前景。然而,膜润湿问题严重限制了其长期稳定运行。针对这一瓶颈,课题组设计构建了具有多级再入结构的两性双疏聚偏氟乙烯(PVDF)膜,并系统分析其在CO₂捕集中抗润湿机理及性能表现。


研究中,团队以聚多巴胺纳米颗粒为模板,构筑了膜表面多尺度粗糙结构,结合低表面能氟化处理,显著增强膜对水及有机溶剂的双憎液能力。所制膜在水中的接触角达152.82°,在多种CO₂吸收剂中亦保持优异的抗润湿性。在吸收通量和耐久性测试中,在连续运行15天后仍保持87.46%的初始通量,远优于未改性膜及单一疏水膜,展现出卓越的稳定性。本项研究为膜接触器中CO₂高效捕集与长期运行提供了新的材料设计思路和见解。


环境学院博士研究生李畅为第一作者,贠延滨教授和黄风光副研究员为通讯作者,北京林业大学为第一完成单位。


本研究获得国家重点研发计划(No. 2018YFB0604302-03)与北京新林科技有限公司的资助。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162475

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