我院薛立新研究员在国际知名的期刊 Materials Science for Energy Technologies发表学术论文

通风系统通过不断地排出室内的热空气或冷空气来维持较高的室内空气质量，这大大增加了空调的能耗。为了减少它们的能量消耗，已经开发了能量回收通风系统（ERV），其采用全热交换膜（THEM）从排出的空气流中回收显热和潜热。显热交换涉及气流温度的改变，这主要是由室内和室外环境之间的温差驱动的。相比之下，潜热交换涉及气流中水分含量的变化，由水蒸气的分压差或通过相变和扩散过程促进。因此，为了提高潜热回收性能，THEM需要具有高透湿性。对CO2具有高阻隔性对于THEM防止CO2从排出流再循环到流入流也是至关重要的。

鉴于此，我院薛立新研究员，在国际知名的期刊 Materials Science for Energy Technologies上发表题为“Superior polyethylene based total heat exchange membranes made from sealing polyamide separating layers with in situ grown ZIF-8 particles”的研究论文。该研究为了提高聚酰胺（PA）/聚乙烯（PE）基薄膜复合材料（TFC）全热交换膜（THEMS）的性能，开发了Zn（II）溶液和2-甲基咪唑（2-MIM）-氨溶液（pH=10）之间的跨基底反向扩散（CSCD）过程，原位生长ZIF-8颗粒。来自CSCD工艺的原位生长的ZIF颗粒通过密封缺陷点有效地阻止了穿过PA分离层的CO2泄漏，并提供了选择性的水蒸气渗透通道和表面积以提高能量回收效率。系统研究了Zn（II）负载量、CSCD反应时间和配体种类对材料结构、CO2阻隔性能和热交换效率的影响。在优化条件下，ZIF-8颗粒封孔可使CO2渗透率从7.5GPU降低到1.15GPU，显热、潜热和热交换效率分别从80%、53%、68%提高到96%、73%和82%。

图1 制备ZIF-8@PATHEMS的流程图

该工作由我院薛立新研究员指导研究团队完成，温州大学为第一通讯单位，薛立新研究员为通讯作者，本工作得到国家自然科学基金项目（U1809213）和国家自然科学基金项目（21975222）的资助完成。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.mset.2025.06.001

一审：薛立新课题组

二审：温正灿

三审：雷云祥