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本期编辑荐读为您精选了 Membranes 期刊2023年“二氧化碳分离与捕获”主题的5篇文章。内容涵盖燃烧后膜的碳捕获技术、CO2分离膜工艺、生物催化膜技术、钙钛矿膜CO2分离性能、混合基质膜气体分离特性，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
Decarbonization of Power and Industrial Sectors: The Role of Membrane Processes
电力行业和工业部门脱碳：膜工艺的作用
Azizbek Kamolov et al.
https://www.mdpi.com/2082304
燃料燃烧后捕获二氧化碳的工艺技术示意图
文章亮点
自全球工业化以来，二氧化碳的排放量不断增加是导致气候变化的最大单一因素。碳捕获，封存和再利用技术 (CCSU) 被视为缓解气候变化的有前途的战略，可降低电力和工业活动产生的大气二氧化碳浓度。在不改变燃烧块的条件下，燃烧后碳捕获 (PCC) 对于在现有设施中实施CCSU是必要的。本文讨论了各种燃烧后碳捕获技术的最新研究进展，以及燃烧后碳捕获的膜技术，重点介绍了不同类型的膜及其气体分离性能。此外，本文基于六个不同的关键参数，即二氧化碳纯度和回收率、技术成熟度、可扩展性、环境问题、资本和运营支出，对膜分离技术与其他PCC方法进行了全面比较。一般来说，只要高性能的膜材料和膜分离技术本身达到完全的商业化阶段，膜分离技术就被认为是传统吸收技术中最具竞争力的技术。本文还提供了关于不同烟气流的主要特征，和每种PCC技术的技术准备水平 (TRL) 的最新情况，并简要讨论了它们的最新进展。
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原文出自 Membranes 期刊
Kamolov, A.; Turakulov, Z.; Rejabov, S.; Díaz-Sainz, G.; Gómez-Coma, L.; Norkobilov, A.; Fallanza, M.; Irabien, A. Decarbonization of Power and Industrial Sectors: The Role of Membrane Processes. Membranes 2023, 13, 130.
Membrane-Based Technologies for Post-Combustion CO2 Capture from Flue Gases: Recent Progress in Commonly Employed Membrane Materials
基于膜的燃烧后烟气二氧化碳捕获技术：常用膜材料的最新进展
Petros Gkotsis, Efrosini Peleka and Anastasios Zouboulis
https://www.mdpi.com/2585732
二氧化碳捕获吸附示意图
文章亮点
化石燃料燃烧和工业过程产生的二氧化碳 (CO2) 占人为温室气体 (GHGs) 总量的绝大部分。因此，在过去十年中开发了多种碳捕获，封存和再利用 (CCUS) 技术。化学吸收、吸附、低温分离和膜分离是目前应用最广泛的燃烧后二氧化碳捕获技术。本文回顾了燃烧后CO2捕获技术和膜法CO2分离技术的最新进展。更具体地说，本研究目的是介绍从烟气中捕获二氧化碳的膜基技术的最新进展，并主要侧重于常用膜材料的新进展。这些材料用于制造和应用新型复合膜或混合基质膜 (MMMs)，它们具有改进的内在和表面特性，从而可以实现高选择性和高渗透性。本文介绍了构成混合基质膜 (MMMs) 的金属有机骨架 (MOFs)、碳分子筛 (CMSs)、纳米复合膜、离子液体 (IL) 基膜和促进运输膜 (FTMs) 的最新进展。此外，本文还介绍了膜技术在实施二氧化碳捕获所面临的最大挑战和未来发展前景。
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原文出自 Membranes 期刊
Gkotsis, P.; Peleka, E.; Zouboulis, A. Membrane-Based Technologies for Post-Combustion CO2 Capture from Flue Gases: Recent Progress in Commonly Employed Membrane Materials. Membranes 2023, 13, 898.
Perovskite Membranes: Advancements and Challenges in Gas Separation, Production, and Capture
钙钛矿膜：气体分离、生产和捕获方面的进展与挑战
Abdul Hai Alami et al.
https://www.mdpi.com/2384550
各种钙钛矿沉积技术的优点和缺点图示
文章亮点
钙钛矿膜因其独特的性能 (例如对各种气体的高选择性和渗透性)，在气体分离和生产中引起了广泛的关注。这些膜由钙钛矿氧化物组成，可通过定制其晶体结构来增强气体分离性能。在氧气富集过程中，钙钛矿膜被用于从空气中分离氧气，然后被应用于燃烧和医疗设备等。此外，钙钛矿膜还用于碳捕获技术，以减少温室气体排放。在钙钛矿膜用于氢气生产时，它们有助于从甲烷和二氧化碳等其他气体中分离氢气。这一过程对于生产用于燃料电池和运输等各种应用的清洁氢燃料至关重要。本文回顾了钙钛矿膜在氧气富集、碳捕获和氢气生产等气体应用中的使用及其作用。
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原文出自 Membranes 期刊
Alami, A.H.; Alashkar, A.; Abdelkareem, M.A.; Rezk, H.; Masdar, M.S.; Olabi, A.G. Perovskite Membranes: Advancements and Challenges in Gas Separation, Production, and Capture. Membranes 2023, 13, 661.
Nanocarbon-Based Mixed Matrix Pebax-1657 Flat Sheet Membranes for CO2/CH4 Separation
用于CO2/CH4分离的纳米碳基混合基质Pebax-1657平板膜
Athanasios N. Vasileiou et al.
https://www.mdpi.com/2270386
基于Pebax-1657的混合基质膜生产的所有中间步骤的示意图
文章亮点
在本研究中，Pebax-1657是一种商用多嵌段共聚物 (聚醚-嵌段-酰胺)，由40%的刚性酰胺 (PA6) 基团和60%的柔性醚 (PEO) 键组成，被选为使用溶液浇铸法制备致密平板混合基质膜 (MMM) 的基础聚合物。将碳纳米填料，特别将是未经处理的 (等离子体和氧化的) 多壁碳纳米管 (MWCNTs) 和石墨烯纳米片 (GNPs) 掺入聚合物基质中，以提高聚合物的气体分离性能和结构性能。本文利用扫描电镜 (SEM) 和红外光谱 (FTIR) 对制备的膜进行了表征，并对其机械性能进行了评估；采用完善的模型将实验数据与理论计算结果进行比较。值得注意的是，与纯聚合物膜相比，氧化GNPs混合基质膜的拉伸强度提高了55.3%，拉伸模量比纯聚合物膜提高了3.2倍。此外，本文在高压条件下考察了纳米填料类型、结构和用量对实际二元CO2/CH4 (10/90 vol.%) 混合物分离性能的影响。当CO2渗透率为384 Barrer时，CO2/CH4分离系数最高可达21.9。总的来说，与相应的纯聚合物膜相比，MMM表现出5倍增强的气体渗透性，而不会牺牲气体选择性。
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原文出自 Membranes 期刊
Vasileiou, A.N.; Theodorakopoulos, G.V.; Karousos, D.S.; Bouroushian, M.; Sapalidis, A.A.; Favvas, E.P. Nanocarbon-Based Mixed Matrix Pebax-1657 Flat Sheet Membranes for CO2/CH4 Separation. Membranes 2023, 13, 470.
Double-Layered Pebax® 3533/ZIF-8 Membranes with Single-Walled Carbon Nanotube Buckypapers as Support for Gas Separation
以单壁碳纳米管巴基纸为支撑，用于气体分离的双层Pebax® 3533/ZIF-8膜
Víctor Berned-Samatán, Carlos Téllez and Joaquín Coronas
https://www.mdpi.com/2053612
图文摘要
文章亮点
本文采用金属有机骨架ZIF-8涂层的单壁碳纳米管纸 (SWCNT-bps) 作为支撑材料，通过相转化和自旋涂层技术制备Pebax®3533 TFC膜。通过x射线衍射、红外光谱、热重和电子显微镜对材料进行表征后，在15:85的CO2/N2混合气体中对所得膜进行气体分离实验。实验表明，ZIF-8层阻止了聚合物选择性薄膜渗透到SWCNT-bp载体中，从而产生了高渗透性的选择性膜。本文通过自旋镀膜法获得了性能最佳的膜，其渗透效果优于相转化法制备的膜，CO2渗透率为566 GPU， CO2/N2选择性为20.9。
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原文出自 Membranes 期刊
Berned-Samatán, V.; Téllez, C.; Coronas, J. Double-Layered Pebax® 3533/ZIF-8 Membranes with Single-Walled Carbon Nanotube Buckypapers as Support for Gas Separation. Membranes 2023, 13, 71.
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