大气中二氧化碳（CO₂）含量的上升是气候变化的主要驱动因素，因此有必要开发高效的碳捕集技术。燃烧过程中产生的烟道气流通常超过 100 ℃，温度升高时，聚合物与气体之间的相互作用减弱，聚合物的自由体积增大，从而导致选择性显著降低。迄今为止，几乎所有已报道的聚合物膜在温度高于 50 ℃ 时的 CO₂/N₂ 选择性低于20。

渗透-选择性权衡和高温适应性是开发燃烧后碳捕获膜的关键挑战，虽然由聚合物和金属有机框架（MOFs）组成的混合基质膜（MMMs）具有应对这些挑战的潜力，但它们受限于薄膜层中 MOFs 的低负载量。为了克服这一难题，如何开发具有高内在渗透性和选择性的材料，同时还要有良好的加工性能、以形成薄的选择性层来进行高温燃烧后碳捕集仍需进一步探索。

   近日，新加坡国立大学张岁副教授和四川大学张晟教授合作，提出了一种反向合成策略，通过将单体与功能化 UiO-66 纳米粒子共聚形成聚合物-MOF 网络实现高温下燃烧后碳捕集。

通过化学连接 UiO-66-MA 形成 MOF-聚合物杂化膜来创建 CO₂ 高速通道，这种方法能产生基于 MOF 的混合基质材料 TFN 膜，厚度小于 100 nm。化学交联增强了 MOF 与聚合物之间的相容性，使膜中的 MOF 含量高达 40 wt%。

用含有水蒸气的模拟烟道气在不同温度下对膜进行了测试，在 60°C 和 83% 相对湿度的混合气体条件下，膜的 CO₂渗透率高达 2793 GPU，CO₂/N₂ 选择性为 21.6，并在30天长时间测试中表现出卓越的稳定性。机理研究表明，MOF的引入显著提高了复合膜的自由体积分数（FFV）和气体溶解度，MOF微孔结构和与聚合物链的交联有效限制了聚合物链的运动，提高了膜在高温下的结构稳定性和选择性。

为了验证聚合物-MOF 网络材料的通用性进一步采用浸涂和旋涂相结合的方法制备了中空纤维膜，使MOF-聚合物能够超薄且均匀地涂覆在中空纤维表面。在 60°C 和 83% 相对湿度的混合气体条件下，中空纤维膜也同样表现出优异的CO₂/N₂分离性能，该研究展示了这种复合膜在烟气分离和工业碳捕获中的巨大潜力，并为开发经济可行的高性能膜技术提供了新思路。