近日，天津大学牵头承担的国家重点研发计划项目“高性能混合基质气体分离复合膜规模化制备及应用”通过综合绩效评价验收。项目建成的国际首套千吨级混合基质膜二氧化碳捕集中试装置实现了千小时稳定运行，并于今年5月全面通过考核。

       团队创新提出“预占位—后激活”策略，开发荷正电聚合物刷金属—有机框架材料，攻克大面积制膜关键难题，首次实现幅宽一米金属有机框架(MOF)基耐压二氧化碳分离混合基质复合膜卷对卷连续规模化制造，打通了该领域实验室成果产业化堵点。

       在高性能纳米填料研发层面，团队建立二氧化碳分离纳米填料绿色可控规模化制备路线，开发出SNW-1-PVAm、UiO-66-NH₂和UiO-66-NH₂-PVAm等系列高性能纳米填料，为高性能混合基质膜制备提供核心原料支撑。

  在大面积规模化制膜环节，研究团队破解纳米填料均匀分散、界面相容性、超薄分离层连续制备多道技术壁垒，创新开发浸涂—狭缝联合涂布、“预沉积+界面聚合”两套特色工艺，搭建起幅宽1米以上、年产能20万平方米的膜材料工业化生产线，实现混合基质膜持续稳定大规模生产。

  针对混合基质膜应用特性，团队同步开发专用卷式膜组件制备技术，有效降低浓差极化与运行压力损失，同时提升膜元件装填密度，有效膜面积可达30平方米以上，完全满足工业化装置使用条件。

  依托持续技术攻关，团队建成国际首套千吨级混合基质膜二氧化碳分离中试装置，装置烟道气处理能力达到1000标准立方米/小时，碳捕集规模为1600吨/年。这套中试装置在中石化南化公司燃煤电厂真实烟气工况下连续稳定运行超1000小时，二氧化碳分离纯度稳定达到95%以上，充分验证了混合基质膜体系运行的稳定性、可靠性与工程应用潜力。

        团队负责人介绍说，整套技术体系相比国际同类二氧化碳分离膜，在分离性能、量产能力、工程适配层面综合优势突出。对比团队此前开发的聚合物分离膜，新工艺单位烟气处理所需膜面积下降29.0%，综合能耗降低8.2%，大幅提升膜法碳捕集项目经济竞争力。混合基质膜碳捕集技术可广泛应用于燃煤电厂、钢铁、水泥、化工等高耗能行业烟气脱碳场景，在空气分离、挥发性有机物脱除领域同样具备应用潜力。而且整套工艺具备能耗水平低、运行成本可控、模块化快速扩容等鲜明优势，适配国内多个行业的气体分离和降碳需求。