石墨烯基材料（主要是氧化石墨烯（GO））具有出色的分离和纯化性能。如果氧化石墨烯基膜的孔隙与气体分子的动力学直径匹配，通过调整氧化石墨烯中间层的间距来利用气体种类与氧化石墨烯通道的相互作用，则可用其进行精确的分子筛分离。近日，新南威尔士大学Rakesh Joshi等报道了利用具有独特定制的孔隙的基于轻度还原的氧化石墨烯（rGO）的膜从混合物中高效分离出气体。

本文要点：

1）气体渗透实验，吸附测量和密度泛函理论计算表明，这种膜制备方法可通过插入特定的过渡金属离子来调节目标分子的选择性。

2）研究表明，插入铁离子的rGO膜可提供有序的孔隙，在110 mbar压力下，具有出色的N₂/CO₂选择性，约≈97，这对基于石墨烯的膜来说是空前的。

3）通过研究铁插入的rGO膜的影响发现，增加跨膜压力会导致N₂扩散模式从Maxwell–Stefan型转变为Knudsen型。

该工作为将石墨烯应用于高效地将N₂和其它气体中的CO₂分离出来提供新借鉴。

Xiaoheng Jin, et al. Effective Separation of CO₂ Using Metal-Incorporated rGO Membranes. Adv. Mater., 2020,

DOI: 10.1002/adma.201907580

https://doi.org/10.1002/adma.201907580