中國科學家開發出新型二氧化碳分離技術，能夠大幅度減少廢氣污染

將二氧化碳儲存起來，或者利用它作為反應原材料，可以減少這種溫室氣體進入大氣。那麼首先就是找到能有效分離工業廢氣中二氧化碳的方法。

薄膜分離法是現在的主流。近日，中國科學家研發出了一種基於多層聚合物的分離薄膜，其中礦物質層里的空腔可以選擇性的運輸二氧化碳，他們將研究報告發表在了德國《應用化學》（Angewandte Chemie）雜誌上。

除了處理廢氣以外，二氧化碳分離在很多技術流程中都非常重要。為了製備高品質的天然氣、沼氣，二氧化碳作為一種破壞性的酸性雜質，必須被提前分離出來。此外，在一些諸如製備合成氣體的平衡反應中，分離二氧化碳還能使整個反應趨於穩定。

相較於傳統分離方法，薄膜分離法耗能低、過程簡單，近年來薄膜分離法越來越熱門。薄膜分離成功的核心在於多孔材料的選擇性滲透。

類似蒙脫石（Montmorillonite）里的層狀結構是其中的重要組成部分：在層與層中間的線形通道含有可替換的離子，離子的選擇決定了通道的寬度。除此之外，通道里內壁含有的羥基對二氧化碳有很高的化學親和力。由此可見，建造選擇性高速二氧化碳通道也離不開礦物的精細排列。

來自天津大學和天津化學化工協同創新中心的研究人員，首先用聚乙烯胺酸鏈撞擊多孔的聚合物基片，使這些鏈狀聚合物垂直排列在基片之上。

在這些鏈狀結構之間，研究人員引入了事先用鈉離子替換過鈣離子的蒙脫石納米粒子。特殊的偶聯劑被用來黏合礦物層和聚合鏈，這種方法能夠在保持層狀結構的同時，使運輸通道能夠和聚合物鏈保持平行。這樣超薄的二氧化碳分離薄膜就製成了。

通道中的羥基也會和酸性的二氧化碳相互作用，進一步促進了它的運輸。因此薄膜對二氧化碳的滲透性相比氮氣、氫氣、甲烷有顯著的提升。最終達到輕鬆分離二氧化碳的效果。

參考：Angewandte Chemie Angewandte Chemie International Edition