同时提高碳分子筛膜(CMSM)的透气性、选择性和老化稳定性是极其困难的。面对这一难题,通过将硅氧烷与单个SiOSi单元共聚到聚酰亚胺(PI)的主链中,在分子水平上制备了一种新型的硅掺杂CMSM。这可以有效地避免先前的分离结构或多个SiOSi结构,并强烈改变PI的链堆积和热稳定性,最终决定孔结构和热力学行为。简单的设计调整同时显示出对气体渗透性、选择性和老化稳定性的三重增强效果。与纯PI基CMSM相比,最佳分子掺杂CMSM表现出超高的H2渗透率(12482Barrer,高87)、高26的H2CH4选择性和高32的H2N2选择性。此外,这种CMSM也比纯CMSM和大多数报道的CMSM具有更好的老化稳定性。稳定后,其仍保持高H2渗透率(8000Barrer)。超老化CMSM还表现出良好的耐老化性,显示出5300Barrer的H2渗透率,以及35天后H2CH4(125)和H2N2(106)的高选择性。这项工作为通过杂原子掺杂设计具有优异性能的CMSM开辟了一条新的途径,以满足未来的应用需求。 来源:HaojieLi,QiangZhang,ZhixuanXie,BingyuZhao,YuxiuYu,YaodongLiu,Simultaneouslyenhancedgaspermeability,selectivityandagingstabilityofcarbonmolecularsievemembranesbythemoleculedopingofsilicon,Carbon203(2023)4758,https:doi。org10。1016j。carbon。2022。11。045