氧化石墨烯（GO）在制备高通量分离膜方面具有巨大潜力，但其固有的层间缺陷常常影响精确的分子筛分性能，尤其是在选择性氨（NH₃）捕集与纯化等挑战性分离过程中。为此，本研究设计了一种含有质子氢和羟基作为 NH₃ 相互作用位点的功能化离子液体（[DBEAH][NTf₂]），并通过氢键和静电相互作用将其限域在 GO 层间，从而构建出用于选择性 NH₃ 传输的定制化路径。引入的 [DBEAH][NTf₂] 不仅调控了 GO 的层间距，还修饰了纳米通道，营造出对 NH₃ 具有亲和力的环境，实现了对 NH₃ 的精准识别与分离。所制得的 IL 限域 GO 膜在单气测试中表现出优异的综合性能：NH₃ 渗透率为 682.17 GPU，理想的 NH₃/N₂ 选择性高达 1488.41。在混合气条件（50/50 vol%，NH₃/N₂）下，该膜仍保持较高的 NH₃ 渗透率（493.82 GPU）和 NH₃/N₂ 分离因子（248.34）。理论模拟进一步证实，限域的 [DBEAH][NTf₂] 促进了 NH₃ 的快速选择性传输，同时有效阻挡了 N₂，为理解其增强的分离性能提供了机理依据。本研究为设计同时具有高渗透率、高选择性和高稳定性的二维膜用于 NH₃ 分离应用提供了一种可行的策略。
文章信息
Accelerating NH3 Transport Through Nanoconfined Functionalized Ionic Liquid in Graphene Oxide Membrane
https://doi.org/10.1002/adfm.75371
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