能源前沿网易号9月1日讯：具有纳米通道的膜在分子分离中表现出巨大的潜力，但由于缺乏尺寸筛分特性和特异性亲和力，在分离具有非常接近物理性质和动力学直径的分子（例如乙烯/乙烷）方面仍然存在巨大挑战。

近日，南京工业大学金万勤教授和刘公平副教授等人报告了一种金属受限二维 (2D) 亚纳米通道，通过分子识别和筛分成功区分乙烯与乙烷。

过渡金属阳离子与聚电解质阴离子配对以实现高解离活性，与乙烯形成可逆络合。像差校正 TEM 观察到，尺寸约为 2 nm 的金属均匀地限制在平均高度约为 0.44 nm 的 GO 夹层通道中，从而将尺寸筛分效应与分子对乙烯的识别能力相结合，并刺激其对乙烷的选择性传输。由此产生的超薄（~60 nm）膜表现出优异的乙烯/乙烷分离性能，远远超过聚合物的上限。密度泛函理论 (DFT) 和分子动力学模拟表明，金属@2D 层间通道为选择性气体传输提供了分子识别途径。

该工作所提出的限制在二维通道中的金属具有分子识别和筛分特性，将在单原子催化、传感器和能量转换等其他相关领域具有广泛的应用。

文献链接：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