氨基化无定形碳增强PIM基膜：高性能CO2/N2分离与抗老化新策略

本研究通过重氮诱导锚定法（DIAP）将氨基深度修饰到Ketjen black（KB）无定形碳材料中，成功构建了兼具CO2亲和性与抗老化性能的PIM-1混合基质膜（MMMs）。分子动力学模拟证实氨基修饰增强了填料-聚合物相互作用，使膜材料CO2渗透性达9024 Barrer、CO2/N2选择性23.7，180天老化后性能仅衰减16.9%，为碳捕获膜材料开发提供了新思路。

　　

Highlight部分专业翻译：

材料特性

透射电镜（TEM）显示（图2a-2d），氨基化后的KB-NH₂保留了30 nm粒径和丰富的内部孔隙结构，但透明度降低。元素分布图证实氮元素成功锚定在KB表面及内部孔道中（图2e-2f），这种"深度修饰"特性为后续气体选择性传输奠定了基础。

核心结论

本研究创新性地将低成本无定形碳材料KB通过氨基功能化改造，其与PIM-1聚合物链的强相互作用力（分子动力学验证）使混合基质膜兼具：① 提升16.9%的自由体积分数（FFV）；② CO₂渗透性达9024 Barrer；③ CO₂/N₂选择性23.7，突破Robeson上限。更令人振奋的是，氨基共价键合赋予膜材料卓越的抗酸性气体老化能力，180天后性能保持率达83.1%。

作者贡献声明

侯英菲教授团队实现"材料-工艺-机理"全链条创新：徐泽文负责概念设计与原稿撰写，王明教授完成分子动力学模拟与基金支持，刘鑫亮等验证了材料稳定性，体现多学科交叉研究特色。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本研究客观性的财务或个人利益冲突。

致谢

感谢山东省重点研发计划（2024CXGC010408）等项目的资助，以及河南师范大学袁教授对本文的宝贵建议。