多孔石墨烯薄膜因其原子厚度高、渗透率高、气体选择性低而成为气体分离领域的一种很有前途的选择。虽然将孔径减小到3 nm以下有望提高分子筛对气体的选择性，但在石墨烯表面形成大量均匀的小孔极具挑战性。

近日，瑞士弗里堡大学Ali Coskun报道了引入了一种通过在多孔石墨烯表面沉积金来缩小孔径的方法，以调节膜的孔径和厚度，实现大量的小孔。

文章要点

1）研究人员发现，在石墨烯表面形成大量孔径在3 nm以下的孔可以促进气体-表面相互作用和增强分子筛分效应。此外，Au层的沉积改变了石墨烯的孔边化学，使表面扩散机制在具有大孔（20-30 nm）的情况下仍能获得高于Knudsen选择性的H₂/Gas选择性。

2）研究人员展示了在超高渗透范围内获得优异的H₂/CO₂选择性值的可行性。此外，研究人员还成功地证明了在保持高透气值的同时，通过缩孔可以提高石墨烯膜的气体选择性。

该策略可以指导使用2D材料作为高渗透载体的高选择性气体分离膜的设计。

参考文献

Timur Ashirov, A. Ozgur Yazaydin, Ali CoskunTuning, the transport properties of gases in porous graphene membranes with controlled pore size and thickness, Advanced Materials. 2021

DOI: 10.1002/adma.202106785

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202106785