二氧化碳是一种非常常见的工业废品，从烟囱中大量排放到空气中。现在，研究人员已经开发出一种新型的氟化膜，可以在排放点选择性地过滤烟气中的二氧化碳。碳捕集是一个很有前途的研究途径，有助于减缓气候变化的进程，首先防止温室气体的释放。为此，科学家们正在探索许多不同的技术，包括粘土、气泡状膜、离子液体、金属-有机框架和多孔粉末。
橡树岭国家实验室和田纳西大学的研究人员进行的这项新研究是建立在最简单的碳捕获形式之一：聚合物膜。这些膜可以延伸到设施的烟囱上，在那里它们可以选择性地过滤烟气中的二氧化碳，同时允许氧气和氮气等气体逸出到大气中。
该团队的新膜的秘密成分是氟。这种元素与碳的结合特别紧密，使其成为碳捕获的一个有吸引力的选择。研究人员从氟基聚合物开始，然后加热使其碳化。这使该材料具有多孔结构，同时保持了氟化基团，从而提高了它对二氧化碳的选择程度。
“该方法得到了一种具有高表面积和超微孔的二氧化碳亲水性材料，在高温工作条件下很稳定，”该研究的第一作者杨真真说。“所有这些因素都使它成为碳捕获和分离膜的有前途的候选者。”
通常情况下，这样的膜在对某些气体的选择性和渗透性之间有一个权衡--当一个上升时，另一个下降。但该团队表示，氟基膜很好地平衡了这两种特性，打破了所谓的Robeson上限。该团队表示，很少有材料能做到这一点。更好的是，氟和其他材料丰富且价格低廉，制作过程也很简单，这将有助于扩大规模。
在未来的工作中，该团队计划进一步研究氟对二氧化碳的选择性机制，并尝试进一步改进配方。
该研究成果发表在《Chem》杂志上。