混合基质膜(MMMs)实现高效气体分离机遇和挑战并存。本文以活性离子液体(RIL)为连续相，以石墨烯量子点(GQD)为纳米填充材料，通过分子级杂化策略构筑类混合基质膜，实现了乙烯/乙烷(0.416 nm/ 0.443 nm)的高效分离。在GQD/RIL AMMMs中嵌入少量的GQD (3.5 wt%)后，乙烯的渗透率飙升了3.1倍，乙烯/乙烷的选择性同时提高了近60%，达到99.5，这超过了此前报道的大多数最先进的膜。重要的是，可视化了界面通路的结构，揭示了其自组装机制，其中RIL和GQDs之间的非共价相互作用诱导IL链的局部排列自组装成大量致密、超快的界面通路，实现了超高通透性和选择性的结合。
 
  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的纳米结构以及相应的自组装界面的可视化。
 
 
Figure 4 GQD/RIL AMMMs的分离性能可实现精确的乙烯/乙烷分离。
 
        相关研究成果于2021年加拿大Waterloo大学陈忠伟院士和天津大学姜忠义教授研究团队，发表在Angew. Chem. Int. Ed.（https://doi.org/10.1002/anie.202014893）上。原文：Analogous Mixed Matrix Membranes with Self-Assembled Interface Pathways。

转自《石墨烯杂志》公众号