能源前沿網易號9月1日訊：具有納米通道的膜在分子分離中表現出巨大的潛力，但由于缺乏尺寸篩分特性和特異性親和力，在分離具有非常接近物理性質和動力學直徑的分子（例如乙烯/乙烷）方面仍然存在巨大挑戰。

近日，南京工業大學金萬勤教授和劉公平副教授等人報告了一種金屬受限二維 (2D) 亞納米通道，通過分子識別和篩分成功區分乙烯與乙烷。

過渡金屬陽離子與聚電解質陰離子配對以實現高解離活性，與乙烯形成可逆絡合。像差校正 TEM 觀察到，尺寸約為 2 nm 的金屬均勻地限制在平均高度約為 0.44 nm 的 GO 夾層通道中，從而將尺寸篩分效應與分子對乙烯的識別能力相結合，并刺激其對乙烷的選擇性傳輸。由此產生的超?。▇60 nm）膜表現出優異的乙烯/乙烷分離性能，遠遠超過聚合物的上限。密度泛函理論 (DFT) 和分子動力學模擬表明，金屬@2D 層間通道為選擇性氣體傳輸提供了分子識別途徑。

該工作所提出的限制在二維通道中的金屬具有分子識別和篩分特性，將在單原子催化、傳感器和能量轉換等其他相關領域具有廣泛的應用。

文獻鏈接：Cheng, L., Guo, Y., Liu, Q., Liu, G., Li, R., Chen, X., Zeng, H., Liu, G. and Jin, W. (2022), Metal Confined in Two-dimensional Membranes for Molecular Recognition and Sieving towards Ethylene/ethane Separation. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2206349. https://doi.org/10.1002/adma.202206349