二氧化碳是一種非常常見的工業廢品，從煙囪中大量排放到空氣中。現在，研究人員已經開發出一種新型的氟化膜，可以在排放點選擇性地過濾煙氣中的二氧化碳。碳捕集是一個很有前途的研究途徑，有助於減緩氣候變化的進程，首先防止溫室氣體的釋放。為此，科學家們正在探索許多不同的技術，包括粘土、氣泡狀膜、離子液體、金屬-有機框架和多孔粉末。

橡樹嶺國家實驗室和田納西大學的研究人員進行的這項新研究是建立在最簡單的碳捕獲形式之一：聚合物膜。這些膜可以延伸到設施的煙囪上，在那裡它們可以選擇性地過濾煙氣中的二氧化碳，同時允許氧氣和氮氣等氣體逸出到大氣中。

該團隊的新膜的秘密成分是氟。這種元素與碳的結合特別緊密，使其成為碳捕獲的一個有吸引力的選擇。研究人員從氟基聚合物開始，然後加熱使其碳化。這使該材料具有多孔結構，同時保持了氟化基團，從而提高了它對二氧化碳的選擇程度。

“該方法得到了一種具有高表面積和超微孔的二氧化碳親水性材料，在高溫工作條件下很穩定，”該研究的第一作者楊真真說。“所有這些因素都使它成為碳捕獲和分離膜的有前途的候選者。”

通常情況下，這樣的膜在對某些氣體的選擇性和滲透性之間有一個權衡–當一個上升時，另一個下降。但該團隊表示，氟基膜很好地平衡了這兩種特性，打破了所謂的Robeson上限。該團隊表示，很少有材料能做到這一點。更好的是，氟和其他材料豐富且價格低廉，製作過程也很簡單，這將有助於擴大規模。

在未來的工作中，該團隊計劃進一步研究氟對二氧化碳的選擇性機制，並嘗試進一步改進配方。

該研究成果發表在《Chem》雜誌上。