先进材料--天大团队突破MOF膜工业化瓶颈，实现米级卷对卷制造

来自 实验室仪器网

天津大学科研团队在《先进材料》发表成果，攻克了MOF混合基质膜规模化制造的“填料失稳”难题。团队创新提出“预占位-后激活”（POPA）策略，开发出荷正电聚合物刷MOF材料，解决了工业涂布过程中填料团聚的痛点。利用该技术，团队实现了幅宽1米的耐压CO₂分离膜的卷对卷连续制造，膜面积需求比同类产品降低一个数量级，大幅压缩了碳捕集成本。该技术已建成中试生产线，为膜法碳捕集从实验室走向工厂提供了关键工艺支撑。

三个原创性突破（兼具静态分散与动态加工稳定性的荷正电聚合物刷MOF材料）：

一、材料设计理念创新。传统研究局限于实验室条件下的静态分散，该团队首次提出面向膜规模化制造的填料需兼具静态与动态分散稳定性，将设计逻辑从“静态稳得住”升级为“动态稳得住”，打破传统范式。

二、孔道保护策略开发。针对聚合物修饰易堵塞孔道，创新性地采用“预占位-后激活”策略：先利用质子化胺基预占孔道，引导聚合物外表面接枝；再通过去质子化“后激活”，恢复胺基活性与孔道畅通，实现“先堵后疏”，既构建聚合物刷层，又保障二氧化碳高效传输。

三、双重稳定机制构建。高荷正电框架与表面聚合物刷，协同发挥静电-空间位阻效应，确保静态稳定分散；自由伸展聚合物刷，通过密集氢键与聚合物基质形成界面互锁结构，在溶剂快速蒸发中，自适应抵抗“聚集诱导力”，从根本上解决动态失稳难题。

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