随着现代社会的发展，膜分离技术逐渐成为解决环境污染、能源短缺等重大社会问题的重要技术之一。近年来，由于钙钛矿（ABO3-δ）中空纤维（hollow fiber）膜独特的优点（如高装填密度、快速传质等），该材料具有十分广阔的应用前景，可用于固态氧化物燃料电池、气体（如O2、H2、CO2、NOx）分离和催化膜反应器等诸多能源环境领域。传统的制备方法不仅耗时、耗能、耗劳动力，而且无法获得具有准确化学计量比的钙钛矿中空纤维膜，直接导致性能偏低。因此，设计开发出经济、可靠和简单的制备方法是实现钙钛矿中空纤维膜产业化应用面临的巨大挑战。
南京工业大学的金万勤教授（点击查看介绍）团队设计开发的一步热处理法制备钙钛矿中空纤维膜颠覆性地解决了上述问题。该团队直接用廉价易得的原材料（如碳酸钡、氧化铁、氧化钴等）经过相转化和热处理过程来制备钙钛矿中空纤维膜，展现出巨大的优势（图1b）。与传统方法相比，该方法能够节约50%左右的时间、降低50%左右的能耗，实现零排放，还能够精确控制钙钛矿材料的化学计量比，优化烧结过程（降低烧结温度、减少烧结时间）并获得高性能钙钛矿中空纤维膜。值得注意的是，通过这种方法制备的钙钛矿中空纤维膜用于纯氧制备过程时，氧渗透通量能够达到12.5 mL•min−1•cm−2（900 ℃），超过了工业化应用的理想值（10 mL•min−1•cm−2，950 ℃）。该方法不仅颠覆了传统的制备观念，而且非常有潜力将基于钙钛矿中空纤维膜的固态器件推向工业化应用。
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