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11
2025
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01
南京大學(xué)團(tuán)隊(duì)在Science期刊發(fā)布可持續(xù)液態(tài)烴類膜分離技術(shù)，助力綠色能源未來(lái)
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在全球范圍內(nèi)日益重視可持續(xù)發(fā)展的大背景下，近日南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的郭盛團(tuán)隊(duì)聯(lián)手美國(guó)佐治亞理工的Ryan P. Lively教授，成功研發(fā)出一類新型富氟型高性能液態(tài)烴類膜材料，相關(guān)研究成果以“Fluorine-rich poly(arylene amine) membranes for the separation of liquid aliphatic compounds”為題于2025年1月9日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Science。這項(xiàng)研究為以Fischer-Tropsch(FT)產(chǎn)物為代表的可持續(xù)烴類混合物的低能耗分離過(guò)程提供了可行的膜技術(shù)方案，開創(chuàng)了可持續(xù)液態(tài)烴類的分離新篇章。
可持續(xù)烴類的前景
可持續(xù)烴類是未來(lái)燃料與化工品的關(guān)鍵，其大規(guī)模使用將為當(dāng)前石油化工主導(dǎo)的資源體系帶來(lái)革命性的轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變不僅關(guān)乎企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也影響到個(gè)人生活的每一個(gè)角落，從減少溫室氣體排放到推動(dòng)綠色科技的創(chuàng)新，影響深遠(yuǎn)。利用綠氫、捕獲CO2以及可再生能源驅(qū)動(dòng)的FT過(guò)程被視為重要的可持續(xù)烴類生產(chǎn)方式，但FT產(chǎn)物的分離與純化一直面臨高成本的窘境，限制了其在精細(xì)化應(yīng)用中的轉(zhuǎn)化效率。
革新膜材料的設(shè)計(jì)與性能
為了解決上述挑戰(zhàn)，郭盛團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一類富氟型聚芳基胺材料(FRPAAs)。通過(guò)科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)在保證材料的耐溶劑性能的同時(shí)，優(yōu)化了膜材料的分離性能與通量。與傳統(tǒng)的全氟膜材料相比，F(xiàn)RPAAs展現(xiàn)出優(yōu)越的高分離性能。該膜材料在處理液態(tài)烴類混合物時(shí)表現(xiàn)出極佳的選擇性，長(zhǎng)效分離性能測(cè)試中甚至達(dá)到了170小時(shí)不衰退的強(qiáng)勁表現(xiàn)。
這一膜材料的成功研發(fā)，意味著在液態(tài)烴類的分離中能顯著減少能耗，降低經(jīng)濟(jì)成本，進(jìn)而加速可持續(xù)烴類在各行業(yè)的推廣與應(yīng)用。郭盛團(tuán)隊(duì)的研究成果顯示，利用FRPAA膜材料，能夠?qū)6-22的FT烴類混合物有效分離，達(dá)到更高的分離效率和純度。
技術(shù)的先進(jìn)性與應(yīng)用前景
為全面評(píng)估FRPAAs膜分離技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了傳統(tǒng)蒸餾分離與新型膜分離技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的能耗與碳排放，結(jié)果表明新型膜分離技術(shù)在能耗與環(huán)境影響方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。這一成果不僅為液態(tài)烴類分離帶來(lái)了行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)方案，也為工藝優(yōu)化與政策制定提供了重要的參考依據(jù)。
在這一背景下，產(chǎn)業(yè)界與科研機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)密切合作，共享信息，推動(dòng)包括可持續(xù)烴類在內(nèi)的新型材料的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與轉(zhuǎn)型。
結(jié)語(yǔ)
隨著技術(shù)創(chuàng)新的迅猛發(fā)展，可持續(xù)烴類的制造與應(yīng)用已不再是遙不可及的夢(mèng)想。南京大學(xué)的這一重要研究標(biāo)志著在清潔能源領(lǐng)域的又一重大突破，不僅是對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)石油化工的有力補(bǔ)充，更是推動(dòng)全球向綠色能源轉(zhuǎn)型的助推器。同時(shí)，我們也應(yīng)意識(shí)到新技術(shù)的引入不可避免地伴隨著新的挑戰(zhàn)，比如如何在廣泛推廣的同時(shí)確保環(huán)境影響的最小化。為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的技術(shù)瓶頸和社會(huì)問(wèn)題，各方應(yīng)積極探索可持續(xù)發(fā)展的有效路徑，共同推動(dòng)科技向前發(fā)展。與此同時(shí)，鼓勵(lì)大家將AI技術(shù)如簡(jiǎn)單AI應(yīng)用于自媒體創(chuàng)業(yè)，提升創(chuàng)作效率，做好社會(huì)發(fā)展的見(jiàn)證者與參與者。
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