混合基質(zhì)膜(MMMs)實(shí)現(xiàn)高效氣體分離機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。本文以活性離子液體(RIL)為連續(xù)相，以石墨烯量子點(diǎn)(GQD)為納米填充材料，通過(guò)分子級(jí)雜化策略構(gòu)筑類(lèi)混合基質(zhì)膜，實(shí)現(xiàn)了乙烯/乙烷(0.416 nm/ 0.443 nm)的高效分離。在GQD/RIL AMMMs中嵌入少量的GQD (3.5 wt%)后，乙烯的滲透率飆升了3.1倍，乙烯/乙烷的選擇性同時(shí)提高了近60%，達(dá)到99.5，這超過(guò)了此前報(bào)道的大多數(shù)最先進(jìn)的膜。重要的是，可視化了界面通路的結(jié)構(gòu)，揭示了其自組裝機(jī)制，其中RIL和GQDs之間的非共價(jià)相互作用誘導(dǎo)IL鏈的局部排列自組裝成大量致密、超快的界面通路，實(shí)現(xiàn)了超高通透性和選擇性的結(jié)合。
Figure 1 GQDs的合成和表征。
Figure 2 GQD / RIL AMMMs的合成和表征。
Figure 3 GQD / RIL AMMMs的納米結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的自組裝界面的可視化。
Figure 4 GQD/RIL AMMMs的分離性能可實(shí)現(xiàn)精確的乙烯/乙烷分離。
相關(guān)研究成果于2021年加拿大Waterloo大學(xué)陳忠偉院士和天津大學(xué)姜忠義教授研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.（https://doi.org/10.1002/anie.202014893）上。原文：Analogous Mixed Matrix Membranes with Self-Assembled Interface Pathways。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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