Sci. Adv.：石墨烯缠绕MFI分子筛高效率氢气/甲烷分离

目前在膜技术领域，从甲烷和低级烷烃混合物中高效率分离氢气用于清洁能源仍是个非常大的技术挑战。有鉴于此，信州大学Katsumi Kaneko等报道发展了石墨烯缠绕MFI分子筛复合材料（G-MFI），在从甲烷中分离氢气的过程中实现了超快速气体分离性能，气体选择性达到245，分离性能达到5.8×10⁶ barrers，混合气体的选择性达到50，这种分离性能建立了氢气分离的新上限。

本文要点：

　　1)通过分子动力学模拟，发现优异的分子筛分性能是通过石墨烯和分子筛晶体之间形成的亚纳米界面空间实现的，G-MFI复合材料具有的多级孔结构有效改善快速的分子渗透，为工业氢气/甲烷、CO₂/甲烷的快速分离提供一种节能分离方法。

Radovan Kukobat, et al, Ultrapermeable 2D-channeled graphene-wrapped zeolite molecular sieving membranes for hydrogen separation, Sci. Adv. 2022, 8(20),

DOI: 10.1126/sciadv.abl3521

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl3521

信息来源：公众号【纳米人】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。