在碳捕集技术领域，一项突破性成果为“双碳”目标的实现注入新动力。天津大学化工学院科研团队联合多所国内外高校，成功攻克膜法碳捕集技术中的关键难题，研发出新型膜材料并实现规模化生产，相关成果发表于国际权威期刊《先进材料》。
二氧化碳的高效分离是减排链条中的核心环节。膜法碳捕集技术凭借能耗低、无溶剂污染、设备集成度高等优势，成为全球科研攻关的热点。然而，实验室研发的高性能膜材料在向工业化应用转化时，始终面临一个瓶颈：填料分散体系在工业级快速涂布过程中极易失稳，导致填料团聚和界面缺陷，无法满足大规模生产需求。
针对这一难题，研究团队创新提出“预占位—后激活”策略，开发出具有动态稳定性的荷正电聚合物刷MOF材料。该技术通过三个维度的突破实现产业化应用：首先在材料设计上，突破传统静态分散思维，首次提出填料需同时具备静态与动态稳定性，为规模化制造奠定理论基础；其次在孔道保护方面，采用质子化胺基预先占据孔道，引导聚合物外表面接枝，再通过去质子化恢复孔道畅通，形成“先堵后疏”的独特结构；最后构建双重稳定机制，利用高荷正电框架与聚合物刷的静电-空间位阻效应确保静态稳定，通过氢键界面互锁结构抵抗动态加工中的聚集力，从根本上解决失稳难题。
在技术验证阶段，研究团队与产业界深度合作，在自主设计的工业级“卷对卷”生产线上，首次实现幅宽达一米的MOF基二氧化碳分离膜的连续稳定制造。经多工况测试，该膜在天然气脱碳和燃烧后碳捕集场景中表现出优异性能，系统取样显示其可扩展性和均匀性达到工业应用标准。技术经济评估表明，相同分离目标下，该膜所需面积较传统膜降低一个数量级，显著降低固定投资成本和设备占地面积。
这项突破标志着膜法碳捕集技术从实验室创新向工业应用迈出关键一步。新型膜材料的规模化生产能力，为高能耗传统工艺提供了替代方案，在工业烟道气处理、天然气净化、合成气分离等领域具有广阔应用前景。随着技术的持续优化，该成果有望推动气体分离膜行业向更高效、更节能的方向发展，为全球碳减排产业链提供关键技术支撑。
